The programming of robotic assembly tasks is a key component in manufacturing and automation. Force-sensitive assembly, however, often requires reactive strategies to handle slight changes in positioning and unforeseen part jamming. Learning such strategies from human performance is a promising approach, but faces two common challenges: the handling of low part clearances which is difficult to capture from demonstrations and learning intuitive strategies offline without access to the real hardware. We address these two challenges by learning probabilistic force strategies from data that are easily acquired offline in a robot-less simulation from human demonstrations with a joystick. We combine a Long Short Term Memory (LSTM) and a Mixture Density Network (MDN) to model human-inspired behavior in such a way that the learned strategies transfer easily onto real hardware. The experiments show a UR10e robot that completes a plastic assembly with clearances of less than 100 micrometers whose strategies were solely demonstrated in simulation.


翻译:机器人组装任务的编程是制造和自动化的关键组成部分。然而,对力感知装配来说,通常需要反应性策略来应对微小的定位变化和意外的零件堵塞。从人类表现中学习这样的策略是一种有前途的方法,但面临两个常见挑战:处理很难从演示中捕捉的低零件间隙和在没有访问实际硬件的情况下脱机学习直观的策略。我们通过从操纵杆的人类演示中在没有机器人的模拟中轻松获取的数据中学习概率力策略来解决这两个挑战。我们将长时短记忆网络(LSTM)和混合密度网络(MDN)相结合,以人类启发行为的方式进行建模,以便学习的策略能够轻松地转移到实际硬件上。实验展示了一个UR10e机器人,在模拟中仅表现出的策略下,完成了低于100微米的塑料组装。

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