We present a reconfigurable data glove design to capture different modes of human hand-object interactions, critical for training embodied AI agents for fine manipulation tasks. Sharing a unified backbone design that reconstructs hand gestures in real-time, our reconfigurable data glove operates in three modes for various downstream tasks with distinct features. In the tactile-sensing mode, the glove system aggregates manipulation force via customized force sensors made from a soft and thin piezoresistive material; this design is to minimize interference during complex hand movements. The Virtual Reality (VR) mode enables real-time interaction in a physically plausible fashion; a caging-based approach is devised to determine stable grasps by detecting collision events. Leveraging a state-of-the-art Finite Element Method (FEM) simulator, the simulation mode collects a fine-grained 4D manipulation event: hand and object motions in 3D space and how the object's physical properties (e.g., stress, energy) change in accord with the manipulation in time. Of note, this glove system is the first to look into, through high-fidelity simulation, the unobservable physical and causal factors behind manipulation actions. In a series of experiments, we characterize our data glove in terms of individual sensors and the overall system. Specifically, we evaluate the system's three modes by (i) recording hand gestures and associated forces, (ii) improving manipulation fluency in VR, and (iii) producing realistic simulation effects of various tool uses, respectively. Together, our reconfigurable data glove collects and reconstructs fine-grained human grasp data in both the physical and virtual environments, opening up new avenues to learning manipulation skills for embodied AI agents.


翻译:我们展示了可重新配置的数据手套设计,以捕捉人类手球互动的不同模式,这对培训包含的AI代理机构进行精细操作任务至关重要。共享统一的主干设计,以实时重建手势,我们可重新配置的数据手套以三种模式运作,用于具有不同特点的各种下游任务。在触摸模式中,手套系统通过由软和薄薄的派形材料制成的定制力传感器组合操纵力量;这一设计旨在尽量减少在复杂的手动过程中的干扰。虚拟真实(VR)模式使得实时互动能够以实际看似合理的方式进行;一种基于图像的方法设计,通过探测碰撞事件来决定稳定的掌握。利用一个最先进的Finitelemental Agram(FEM)模拟器,模拟模式收集了一个精确的4D操纵事件:3D空间中的手和物体运动运动运动,以及物体的物理特性(例如压力、能源)随着时间的调整而变化。 注意的是,这个手套系统首先通过检测碰撞事件,通过高精度的物理操作过程, 和整个机变的机变的系统, 不断的系统, 不断的系统, 不断的系统, 复制。

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