Perception, Control and Hardware for In-Hand Slip-Aware Object Manipulation with Parallel Grippers

要約

器用な手による操作は、ロボットマニピュレーターの能力を向上させる大きな可能性をもたらします。
この論文では、手の滑りを制御するために特別に設計されたカスタム センサーと平行グリッパー ハードウェアに関する包括的な研究を紹介します。
このグリッパーは、迅速な閉ループ、低レベルの力制御を特徴としており、接触力と滑り速度を個別に測定できるセンサーを備えています。
当社のシステムは、事前の物体情報に依存することなく、ハンドセンシングのみを使用して、ピックアップ中に重要な物体の特性を迅速に推定できます。
回転滑りと線形滑りの両方を追跡する重力支援軌道、グリッパーの回転中にオブジェクトの方向を維持するヒンジ コントローラー、および滑り回避コントローラーの 4 つの異なる滑りコントローラーを紹介します。
このシステムはロボットアームに取り付けられ、さまざまな物体を含む広範な実験を通じて検証され、その新しい機能が実証されています。

要約(オリジナル)

Dexterous in-hand manipulation offers significant potential to enhance robotic manipulator capabilities. This paper presents a comprehensive study on custom sensors and parallel gripper hardware specifically designed for in-hand slippage control. The gripper features rapid closed-loop, low-level force control, and is equipped with sensors capable of independently measuring contact forces and sliding velocities. Our system can quickly estimate essential object properties during pick-up using only in-hand sensing, without relying on prior object information. We introduce four distinct slippage controllers: gravity-assisted trajectory following for both rotational and linear slippage, a hinge controller that maintains the object’s orientation while the gripper rotates, and a slip-avoidance controller. The system is mounted on a robot arm and validated through extensive experiments involving a diverse range of objects, demonstrating its novel capabilities.

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