MORPHeus: a Multimodal One-armed Robot-assisted Peeling System with Human Users In-the-loop

要約

食事の準備は、日常生活の重要な手段的活動です~(IADL)。
既存の研究では、切る、調理するなどの食事準備作業におけるロボット支援が検討されているが、皮をむくという重要な作業はあまり注目されていない。
ロボット支援によるピーリングは、従来は両手で行う作業でしたが、人間工学的および移乗上の課題により、車椅子に取り付けられた 2 台のロボット アームを使用して要介護者の自宅に導入するのは困難です。
この論文では、片手が機能する人が食事を準備する方法から着想を得た、単一のロボット アームと補助まな板を利用したロボット支援皮むきシステムを紹介します。
当社のシステムには、食品上の領域が剥かれているかどうかを判断するマルチモーダルアクティブ知覚モジュール、人間参加型の長期計画プランナーが組み込まれており、皮むき範囲に関するユーザーの好みに応じながらタスク計画を実行します。
食品の皮をむきます。
私たちは、さまざまな形状、サイズ、皮の厚さ、表面の質感、皮と肌の色、および変形可能性の極端さを表す 12 の食品でシステムを実証します。

要約(オリジナル)

Meal preparation is an important instrumental activity of daily living~(IADL). While existing research has explored robotic assistance in meal preparation tasks such as cutting and cooking, the crucial task of peeling has received less attention. Robot-assisted peeling, conventionally a bimanual task, is challenging to deploy in the homes of care recipients using two wheelchair-mounted robot arms due to ergonomic and transferring challenges. This paper introduces a robot-assisted peeling system utilizing a single robotic arm and an assistive cutting board, inspired by the way individuals with one functional hand prepare meals. Our system incorporates a multimodal active perception module to determine whether an area on the food is peeled, a human-in-the-loop long-horizon planner to perform task planning while catering to a user’s preference for peeling coverage, and a compliant controller to peel the food items. We demonstrate the system on 12 food items representing the extremes of different shapes, sizes, skin thickness, surface textures, skin vs flesh colors, and deformability.

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