DexFruit is a robotic manipulation framework that enables gentle, autonomous handling of fragile fruit and precise evaluation of damage. Many fruits are fragile and prone to bruising, thus requiring humans to manually harvest them with care. In this work, we demonstrate by using optical tactile sensing, autonomous manipulation of fruit with minimal damage can be achieved. We show that our tactile informed diffusion policies outperform baselines in both reduced bruising and pick-and-place success rate across three fruits: strawberries, tomatoes, and blackberries. In addition, we introduce FruitSplat, a novel technique to represent and quantify visual damage in high-resolution 3D representation via 3D Gaussian Splatting (3DGS). Existing metrics for measuring damage lack quantitative rigor or require expensive equipment. With FruitSplat, we distill a 2D strawberry mask as well as a 2D bruise segmentation mask into the 3DGS representation. Furthermore, this representation is modular and general, compatible with any relevant 2D model. Overall, we demonstrate a 92% grasping policy success rate, up to a 20% reduction in visual bruising, and up to an 31% improvement in grasp success rate on challenging fruit compared to our baselines across our three tested fruits. We rigorously evaluate this result with over 630 trials. Please checkout our website at https://dex-fruit.github.io .


翻译:DexFruit 是一种机器人操作框架,能够实现对易损水果的轻柔自主抓取与损伤的精确评估。许多水果质地脆弱、易受碰伤,因此需要人工小心采摘。本研究通过光学触觉传感技术,展示了可实现水果自主操作且损伤最小的方案。实验表明,在草莓、番茄和黑莓三种水果上,我们基于触觉信息的扩散策略在减少碰伤率与抓放成功率方面均优于基线方法。此外,我们提出了 FruitSplat 这一创新技术,通过三维高斯溅射(3DGS)实现高分辨率三维表征下的视觉损伤量化与呈现。现有损伤测量方法缺乏定量严谨性或依赖昂贵设备。利用 FruitSplat,我们将二维草莓掩模及碰伤分割掩模蒸馏至 3DGS 表征中。该表征具有模块化与通用性,可与任何相关二维模型兼容。总体而言,在三种测试水果上,我们的抓取策略成功率可达 92%,视觉碰伤减少最高达 20%,对高难度水果的抓取成功率较基线提升最高达 31%。我们通过超过 630 次试验对该结果进行了严格验证。请访问我们的网站 https://dex-fruit.github.io 获取更多信息。

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