A Framework for Designing Anthropomorphic Soft Hands through Interaction

要約

ソフト ロボット ハンドのモデリングとシミュレーションは、複雑で自由度 (DoF) の高い形態の設計の反復に役立ちます。
これは、現実世界の操作タスクでのパフォーマンスに基づいて設計を反復することによってさらに補足できます。
ただし、これには、低コストで迅速に反復できるフレームワークが必要です。
この論文では、3D プリンティングを使用した手のラピッド プロトタイピングを活用し、遠隔操作を利用して現実世界の操作タスクで手を評価するフレームワークを紹介します。
このフレームワークを使用して、3D プリントされた 16-DoF の器用な擬人化ソフトハンド (DASH) を設計し、その設計を 3 回の反復にわたって繰り返し改善します。
3D プリンティングなどのラピッド プロトタイピング技術を使用すると、シミュレーションでモデル化することなく、製造された手を直接評価できます。
30 の実世界の遠隔操作操作タスクにおける手のパフォーマンスを通じて、反復ごとに設計が改善されることを示します。
600 を超えるデモンストレーションをテストした結果、DASH の最終バージョンでは 30 タスクのうち 16 タスクを解決できることがわかりました。これに対し、市場で人気のあるリジッド ハンドである Allegro は 7 タスクしか解決できません。
当社は、さらなる研究のために CAD モデルと遠隔操作データセットをオープンソース化しており、当社の Web サイト (https://dash-through-interaction.github.io) で入手できます。

要約(オリジナル)

Modeling and simulating soft robot hands can aid in design iteration for complex and high degree-of-freedom (DoF) morphologies. This can be further supplemented by iterating on the design based on its performance in real world manipulation tasks. However, this requires a framework that allows us to iterate quickly at low costs. In this paper, we present a framework that leverages rapid prototyping of the hand using 3D-printing, and utilizes teleoperation to evaluate the hand in real world manipulation tasks. Using this framework, we design a 3D-printed 16-DoF dexterous anthropomorphic soft hand (DASH) and iteratively improve its design over three iterations. Rapid prototyping techniques such as 3D-printing allow us to directly evaluate the fabricated hand without modeling it in simulation. We show that the design is improved at each iteration through the hand’s performance in 30 real-world teleoperated manipulation tasks. Testing over 600 demonstrations shows that our final version of DASH can solve 16 of the 30 tasks compared to Allegro, a popular rigid hand in the market, which can only solve 7 tasks. We open-source our CAD models as well as the teleoperated dataset for further study and are available on our website (https://dash-through-interaction.github.io.)

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