Manipulation of objects in-hand without an object model is a foundational skill for many tasks in unstructured environments. In many cases, vision-only approaches may not be feasible; for example, due to occlusion in cluttered spaces. In this paper, we introduce a method to reorient unknown objects by incrementally building a probabilistic estimate of the object shape and pose during task-driven manipulation. Our method leverages Bayesian optimization to strategically trade-off exploration of the global object shape with efficient task completion. We demonstrate our approach on a Tactile-Enabled Roller Grasper, a gripper that rolls objects in hand while continuously collecting tactile data. We evaluate our method in simulation on a set of randomly generated objects and find that our method reliably reorients objects while significantly reducing the exploration time needed to do so. On the Roller Grasper hardware, we show successful qualitative reconstruction of the object model. In summary, this work (1) presents a system capable of simultaneously learning unknown 3D object shape and pose using tactile sensing; and (2) demonstrates that task-driven exploration results in more efficient object manipulation than the common paradigm of complete object exploration before task-completion.


翻译:没有对象模型的手持物体操纵是非结构化环境中许多任务的基础技能。 在许多情况下, 仅视目标的方法可能不可行, 例如, 因为在封闭的空间中被隔离。 在本文件中, 我们引入了一种方法, 通过逐步建立对物体形状的概率性估计来调整未知对象的方向, 并在任务驱动的操纵过程中产生变化。 我们的方法将巴耶斯优化用于对全球物体形状进行战略性的取舍性探索, 并高效完成任务。 我们展示了我们对一个触摸- 耐用的滚动器格拉斯珀( Tactile- enabled Roller Grassper) 的处理方法, 这是一种在不断收集触动数据的同时将物体放入手头的抓抓抓器。 我们评估了一组随机生成物体的模拟方法, 发现我们的方法可以可靠地调整对象, 同时大大缩短了所需的探索时间。 在滚动器格拉斯伯硬件上, 我们展示了对物体模型进行成功的定性重建。 总之, 这项工作(1) 展示了一个系统, 能够同时学习未知的3D对象形状, 并使用触摸摸测图; (2) 展示了任务驱动的探索结果, 在更高效的物体操作之前, 而不是常规的校正 。

0
下载
关闭预览

相关内容

Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员