Manipulating cables is challenging for robots because of the infinite degrees of freedom of the cables and frequent occlusion by the gripper and the environment. These challenges are further complicated by the dexterous nature of the operations required for cable routing and assembly, such as weaving and inserting, hampering common solutions with vision-only sensing. In this paper, we propose to integrate tactile-guided low-level motion control with high-level vision-based task parsing for a challenging task: cable routing and assembly on a reconfigurable task board. Specifically, we build a library of tactile-guided motion primitives using a fingertip GelSight sensor, where each primitive reliably accomplishes an operation such as cable following and weaving. The overall task is inferred via visual perception given a goal configuration image, and then used to generate the primitive sequence. Experiments demonstrate the effectiveness of individual tactile-guided primitives and the integrated end-to-end solution, significantly outperforming the method without tactile sensing. Our reconfigurable task setup and proposed baselines provide a benchmark for future research in cable manipulation. More details and video are presented in \url{https://helennn.github.io/cable-manip/}


翻译:电缆操作对机械臂来说非常具有挑战性,因为电缆具有无限的自由度并且经常被夹具和环境遮挡。这些挑战因任务的灵活性,如编织和插入等复杂操作而变得更加复杂,这使得只依赖视觉传感无法完成此类任务。本文提出将低级别的基于触觉导向的运动控制与高级别的基于视觉的任务解析集成起来,实现一项具有挑战性的任务:在可重构的任务板上进行电缆布线和组装。具体来说,我们利用指尖GelSight传感器构建了一个基于触觉导向的运动单元库,其中每个单元可可靠地完成诸如电缆跟踪和编织等操作。任务的总体策略通过视觉感知给出一个目标配置图像进行推断,然后用于生成运动单元序列。实验证明了单个触觉导向的基本单元及其集成的端到端解决方案的有效性,明显优于无触觉感知的方法。我们的可重构任务设置和提出的基线为未来的电缆操作研究提供了基准。更多细节和视频演示请参见\url{https://helennn.github.io/cable-manip/}。

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