A pose and shear-based tactile robotic system for object tracking, surface following and object pushing

要約

触覚知覚は、ロボット工学における重要なセンシング様式であり、特に正確な操作と他の物体との安全な相互作用が必要なシナリオにおいて重要です。
この分野のこれまでの研究では、接触ポーズの触覚認識に重点が置かれてきました。接触ポーズは、オブジェクトの表面やエッジを移動したり、オブジェクトを操作したり、所定のパスに沿ってオブジェクトを押したりするなどのタスクに必要な重要な機能であるためです。
オブジェクトの追跡や操作などのタスクに必要なもう 1 つの重要な機能は、接触後のせん断の推定ですが、これはあまり注目されていません。
実際、接触後のせん断は「迷惑変数」とみなされることが多く、接触ポーズ推定などの他の種類の触覚に悪影響を与える可能性があるため、可能であれば削除されます。
この論文では、接触姿勢と接触後のせん断力の両方を同時に推定し、この情報を使用して他の物体との相互作用を制御できる触覚ロボットシステムを提案します。
さらに、私たちの新しいシステムは、これまで使用してきた段階的な位置制御システムとは異なり、スムーズかつ連続的な方法で他のオブジェクトと対話することができます。
オブジェクト追跡、表面追従、シングルアームオブジェクトプッシュ、デュアルアームオブジェクトプッシュなどのタスクで、いくつかの異なるコントローラー構成を使用した新しいシステムの機能をデモンストレーションします。

要約(オリジナル)

Tactile perception is a crucial sensing modality in robotics, particularly in scenarios that require precise manipulation and safe interaction with other objects. Previous research in this area has focused extensively on tactile perception of contact poses as this is an important capability needed for tasks such as traversing an object’s surface or edge, manipulating an object, or pushing an object along a predetermined path. Another important capability needed for tasks such as object tracking and manipulation is estimation of post-contact shear but this has received much less attention. Indeed, post-contact shear has often been considered a ‘nuisance variable’ and is removed if possible because it can have an adverse effect on other types of tactile perception such as contact pose estimation. This paper proposes a tactile robotic system that can simultaneously estimate both the contact pose and post-contact shear, and use this information to control its interaction with other objects. Moreover, our new system is capable of interacting with other objects in a smooth and continuous manner, unlike the stepwise, position-controlled systems we have used in the past. We demonstrate the capabilities of our new system using several different controller configurations, on tasks including object tracking, surface following, single-arm object pushing, and dual-arm object pushing.

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