APEX: Ambidextrous Dual-Arm Robotic Manipulation Using Collision-Free Generative Diffusion Models
本文提出 APEX,将双臂操作抽象为双向量对齐,并用分类器引导的潜在扩散模型生成无碰撞、可行且安全的双臂轨迹,硬件实验证明其优于传统运动规划方法。
2024-04-02 cs.RO
Audio-Visual Grounding Referring Expression for Robotic Manipulation
Tsinghua University(清华大学)
在人们的日常对话中,指称语通常用于指称特定的对象。在本文中,我们开发了一个新的任务,视听接地指表示机器人操作。机器人利用音频和视觉信息来理解给定操作指令中的指称表达式,并执行相应的操作。为了解决这个问题,提出了一个视听框架,用于视觉定位和声音识别。我们还建立了一个数据集,其中包含视觉数据,听觉数据和操作指令进行评估。最后,大量的实验进行了离线和在线,以验证所提出的视听框架的有效性。实验结果表明,机器人在有视听数据的情况下比只有视觉数据的情况下表现得更好。
2021-09-22 cs.RO
Strawberry Robotic Operation Interface: An Open-Source Device for Collecting Dexterous Manipulation Data in Robotic Strawberry Farming
Technological Innovation Center, Zhejiang University, Hangzhou, 311215, China(浙江大学杭州技术创新中心);College of Biosystems Engineering(生物系统工程学院);Food Science, Zhejiang University, Hangzhou, 310058, China(食品科学学院)
本文提出了一种开源设备SROI,用于收集机器人草莓种植中灵巧操作数据,通过模块化末端执行器和立体摄像头实现野外环境下的数据采集,并发布数据集促进相关研究。
2025-01-28 cs.RO
Underwater Robot Manipulation: Advances, Challenges and Prospective Ventures
Technology Innovation Institute (TII)(技术创新研究院)
水下操纵是机器人领域最引人注目的研究课题之一。\acp{I-AUV}不仅要应对与传统操作任务相关的技术挑战,而且要在水流和波浪干扰车辆稳定性,以及低光、浑浊的水条件阻碍感知周围环境的情况下完成这些任务。当然,动态的性质和我们对海洋环境的有限了解阻碍了水下机器人操作的自主性能。这份手稿提供了一个讨论以前的研究和限制因素,强加在长期设想的前景自主水下操纵,最终突出的研究方向,有可能提高自主能力的I-AUV。
2022-01-09 cs.RO
ProbRobScene: A Probabilistic Specification Language for 3D Robotic Manipulation Environments
The Alan Turing Institute(阿兰·图灵研究所)
机器人控制任务通常首先在仿真中运行,用于验证、调试和数据增强。存在许多方法来指定机器人必须完成什么任务,但很少有方法来指定用户期望在什么范围的环境中完成这些任务。ProbRobScene是一种描述机器人操作环境的概率规约语言。使用该语言,用户只需要指定场景中对象之间必须保持的关系约束。ProbRobScene将自动生成符合此规范的场景。通过结合概率程序设计语言和凸几何的方面,我们提供了一种有效地对可能环境的空间进行采样的方法。我们证明了我们的语言的有用性,用它来调试机器人控制器在桌面机器人操作环境。
2021-03-19 cs.RO
Human-inspired Grasping Strategies of Fresh Fruits and Vegetables Applied to Robotic Manipulation
Ocado Technology(奥凯多科技);University of Genoa(热那亚大学)
本研究借鉴人类抓取零散果蔬的操作策略,开发配备多指柔性夹爪的机器人抓取装置,通过物流行业KPIs验证其性能,为果蔬智能操作机器人的后续发展奠定基础。
2024-10-30 cs.RO
Region-Based Planning for 3D Within-Hand-Manipulation via Variable Friction Robot Fingers and Extrinsic Contacts
Worcester Polytechnic Institute(伍斯特理工学院);Imperial College London(伦敦帝国理工学院)
实现机器人手内操纵(WIHM)的尝试通常利用具有精细感测装置的高DOF机器人手或多臂机器人系统。在以前的工作中,我们提出了一个简单的机器人手与可变摩擦机器人手指,它允许一个低复杂度的方法,手内物体的平移和旋转,虽然这种操作仅限于平面动作。在这项工作中,我们扩展了该系统的能力,三维操纵一个新的区域为基础的WIHM规划算法,并利用外部接触。调节手指摩擦力的能力增强了三维WIHM的外在灵活性,并允许我们在准静态水平下操作。基于区域的规划器自动生成具有修改的A* 公式的3D操作序列,该修改的A* 公式导航手指和对象表面之间的接触区域以到达期望的区域。该方法的核心是一组物体运动基元(即手内滑动,旋转和旋转),这可以很容易地通过改变接触摩擦来实现。通过这种方法,可以实现广泛的目标区域,这是通过真实的机器人实验后,标准化的手操作基准协议证明。
2021-05-20 cs.RO
RobotGPT: Robot Manipulation Learning from ChatGPT
Samsung Research China – Beijing (SRC-B)(三星中国研究院——北京(SRC-B));Tsinghua University(清华大学);Universität Hamburg(汉堡大学)
本文提出RobotGPT框架,通过有效提示结构和鲁棒学习模型,利用ChatGPT作为专家训练稳定可靠的机器人操作智能体,将任务成功率从38.5%提升至91.5%,解决了直接使用ChatGPT生成代码的不稳定与安全问题。
2023-12-03 cs.RO
Towards Super-Nominal Payload Handling: Inverse Dynamics Analysis for Multi-Skill Robotic Manipulation
University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校)
针对机器人受额定负载限制的问题,本文通过 Franka Emika Panda 的逆动力学实证分析,证明其可处理两倍以上额定负载,并指出结合非抓握原语可提升超重操作成功率。
2024-12-01 cs.RO
RGBManip: Monocular Image-based Robotic Manipulation through Active Object Pose Estimation
Hyperplane Lab, School of CS, Peking University(北京大学计算机学院超平面实验室);National Key Laboratory for Multimedia Information Processing(多媒体信息处理国家重点实验室);Beijing Academy of Artificial Intelligence (BAAI)(北京人工智能研究院);Department of Computer Science and Engineering, The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学计算机科学与工程学系)
本文提出RGBManip框架,利用夹爪上的单目相机进行主动多视角6D物体位姿估计,并通过强化学习平衡位姿精度与操作效率,在仿真和真实环境中取得先进性能。
2024-09-09 cs.RO
Hefty: A Modular Reconfigurable Robot for Advancing Robot Manipulation in Agriculture
Ecorobotix(Ecorobotix公司)
针对农业机器人配置成本高、任务差异大的问题,本文设计模块化可重构机器人 Hefty,给出关键模块设计与集成流程,并以五种实际农业应用配置验证其实用性。
2024-02-28 cs.RO
Towards Robot-independent Manipulation Behavior Description
Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz(德国人工智能研究中心)
在本文中,我们提出了一个工作流程来设计和控制机器人的操作行为。为了保持独立于特定的机器人硬件和明确的应用领域,嵌入式领域特定语言(eDSL)被用于描述特定的机器人和驱动机器人的控制器网络。我们利用a)基于组件的软件框架,b)基于模型的算法的运动和传感器处理表示,c)控制系统的抽象模型,和d)计划管理软件,来描述一系列的软件组件网络,生成所需的机器人行为。作为第一个结果,我们提出了一个eDSL的机电一体化子系统组成的机器人系统的描述,并创建一个多阶段的控制网络。
2014-12-10 cs.RO
Human-in-the-loop Robotic Manipulation Planning for Collaborative Assembly
Osaka University(大阪大学);University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校)
提出了一种面向人机协同装配的机器人操作规划器。与以往研究一个独立的、完全配备人工智能的自主系统的方法不同,本文探讨了机器人和人之间的子任务分配,并研究了一个用于协同装配的人在回路机器人系统。该系统通过利用机器人和人类的优势,避免他们的缺点,分配装配的子任务。系统中的机器人将执行拾取和放置任务,并为人类提供工件。人类合作者将工作的精细操作,如对齐,固定,拧,等约束为基础的增量操作规划方法,提出了产生的机器人的运动。所提出的系统的性能证明,要求一个人和双臂机器人协作组装一个内阁。实验结果表明,所提出的系统和规划器是有效的,高效的,可以帮助人类舒适地完成装配任务。
2019-09-25 cs.RO
Machine Learning for Robotic Manipulation
UCSD(加州大学圣地亚哥分校)
在过去的十年中,机器学习技术在监督学习范式中取得了巨大的成功,在这种范式中,训练和测试之间有着明确的界限。在监督学习范式中,学习本质上是被动的,寻求将大规模数据集中的人类提供的监督提取到高容量模型中。在这些成功之后,机器学习研究人员已经超越了这种范式,并对更具动态性的任务感兴趣。对他们来说,机器人技术是一个很好的测试平台,因为机器人技术的挑战打破了许多使监督学习成功的假设。在机器人技术的许多不同领域中,机器人操作已经成为研究人员展示新算法的最受欢迎的领域,因为它具有大量可能的应用及其高度动态和复杂的性质。本文件调查了最近的机器人会议,并确定了机器学习技术已被应用于机器人操作的挑战的主要趋势。
2021-01-04 cs.RO
Arm Manipulation Planning of Tethered Tools with the Help of a Tool Balancer
Osaka University(大阪大学)
机器人操纵系留工具在机器人工作单元中被广泛看到。它们可能会导致工具的电缆上的过度应变或与机器人手臂的不希望的缠绕。本文提出了一种具有电缆方向约束的工具平衡器悬挂的系留工具的操作规划器。规划器使用方向约束来限制平衡器的电缆的弯曲,而机器人操纵工具,并将其放置在所需的姿势。这些约束减少了缠绕并减小了由线缆在机器人关节上引起的扭矩。仿真和真实世界的实验表明,受约束的规划器可以成功地规划机器人运动的悬浮系留工具的操作,防止机器人损坏电缆或得到其手臂纠缠,潜在地避免事故。该规划器在制造单元中具有广阔的应用前景。
2018-12-15 cs.RO
Supervised Autonomous Locomotion and Manipulation for Disaster Response with a Centaur-like Robot
University of Bonn(波恩大学)
移动操作任务是搜救机器人领域的关键挑战之一,要求机器人具有灵活的移动和操作能力。由于任务大多是事先未知的,因此机器人在执行任务期间必须适应各种地形和工作空间。类似半人马座的机器人Centauro有一个混合的腿轮底座和一个拟人化的上身,可以在对人类来说太危险的环境中执行复杂的任务。由于机器人具有大量的自由度,用直接遥操作方法控制机器人是具有挑战性的和令人疲惫的。监督自治方法有望提高控制的质量和速度,同时保持解决未知任务的灵活性。我们开发了一套具有不同自主水平的操作员辅助功能,以控制机器人完成具有挑战性的运动和操作任务。综合系统在灾害应对情景中进行了评估,表现出良好的性能。
2019-03-06 cs.RO
Visual Robotic Manipulation with Depth-Aware Pretraining
Shanghai University(上海大学);Midea Group(美的集团);East China Normal University(华东师范大学)
本文提出深度感知预训练方法DPR,利用大规模3D数据以自监督对比学习增强RGB视觉骨干的3D场景表征能力,并引入本体感知注入策略网络,在仿真与真实机器人操作任务中提升对未见物体和环境的泛化性能。
2024-01-17 cs.RO
Discovering Synergies for Robot Manipulation with Multi-Task Reinforcement Learning
Columbia University(哥伦比亚大学)
控制具有高维动作空间的机器人进行灵巧操作是一个具有挑战性的问题。受人类操作的启发,研究人员研究了机器人手的姿势协同作用的生成和使用,以完成操作任务,利用协同动作空间的低维性质。然而,许多这些工作需要预先收集的数据,从现有的控制器,以获得这样的子空间,通过降维。在本文中,我们提出了一个框架,同时发现一个协同空间和多任务的政策,在这个低维的行动空间,以完成不同的操作任务。我们证明了我们的端到端方法能够使用很少的协同作用来执行多个任务,并且优于将降维应用于独立收集的数据的顺序方法。我们还表明,使用多个任务产生协同作用可以导致一个子空间,使机器人能够有效地学习新的操作任务和与新对象的交互。
2022-06-29 cs.RO
T-DOM: A Taxonomy for Robotic Manipulation of Deformable Objects
Institut de Robòtica i Informàtica Industrial, CSIC-UPC(西班牙国家研究委员会-加泰罗尼亚理工大学机器人与工业自动化研究所);KTH Royal Institute of Technology(瑞典皇家理工学院)
本文提出T-DOM分类体系,首次系统分类可变形物体操作中的机器人运动、力、抓持交互及物体变形,并通过十个任务验证其能识别以往分类体系无法区分的操作技能,为可变形物体机器人操作提供更细粒度的理论框架。
2024-12-30 cs.RO
Adaptive Shape-Servoing for Vision-based Robotic Manipulation with Model Estimation and Performance Regulation
University of Toronto(多伦多大学)
针对弹性杆操作的形状降维、建模与控制器设计难题,提出无需先验知识的无模型操作框架,结合AKF在线估计与MFAC及性能调节实现形状伺服,经仿真验证有效,提升了变形对象操作自主性。
2023-12-11 cs.RO
Reward-Based Environment States for Robot Manipulation Policy Learning
Engineering school UPSSITECH(UPSSITECH 工程学院);University of Toulouse III(图卢兹第三大学);IRIT, Paul Sabatier University(保罗·萨巴捷大学 IRIT 研究所);CNRS(法国国家科学研究中心);School of Computer Science(计算机科学学院);University of Lincoln(林肯大学)
机器人操作策略的训练是机器人学和人工智能领域的一个具有挑战性的开放性问题。在本文中,我们提出了一种新的和紧凑的状态表示的基础上,从基于图像的任务成功分类器预测的奖励。我们的实验使用Pepper机器人进行模拟,在抓取和提升任务上使用两种深度强化学习算法,表明我们提出的状态表示可以使用我们的最佳策略实现高达97%的任务成功率。
2021-12-10 cs.RO
PhyRoGen: Synthetic Generation of Physical Robot Manipulation Puzzles Using Procedural Content Generation
Technical University of Berlin(柏林技术大学);Robotics Institute Germany(德国机器人研究所)
提出PhyRoGen框架,利用程序化内容生成自动创建机器人操作谜题的合成数据集,生成的24个谜题可在1-300秒内求解,并在物理仿真中验证可操作性。
2026-06-04 cs.RO
Decidability in Robot Manipulation Planning
CNRS(法国国家科学研究中心);LAAS(系统分析与体系结构实验室);Courant Institute, NYU(纽约大学库朗研究所)
考虑规划$n$对象在可移动的平面中的无碰撞运动的问题,该平面可通过与能够在平面中自主平移并且能够同时移动最多$m \leq n$对象的机器人接触来移动。这代表了一个操作规划问题的抽象公式,在本文中被证明是可判定的。用于证明这种简化的操纵规划问题的可判定性的工具,事实上,一般足以处理的可判定性问题的更广泛的系统类的特征在于分层配置空间。这些问题包括,例如,腿和多接触运动,双手操纵的问题。此外,所描述的方法不限制要考虑的操纵系统的动力学。
2018-11-08 cs.RO
Visual Manipulation Relationship Network
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学)
机器人抓取检测是机器人学的重要研究领域之一,近年来,卷积神经网络(CNN)在机器人抓取检测中取得了很大的进展。然而,在一个场景中包含多个对象可能会使现有的基于CNN的抓取检测算法失效,因为没有考虑对象之间的操作关系,这需要引导机器人以正确的顺序抓取东西。提出了一种新的CNN结构-视觉操作关系网络(VMRN),用于机器人实时的检测目标和预测操作关系。为了实现端到端的训练,并满足机器人任务的实时性要求,我们提出了对象配对池层(OP 2L),以帮助预测在一个向前的过程中的所有操作关系。此外,为了训练VMRN,我们收集了一个名为视觉操作关系数据集(VMRD)的数据集,由5185幅图像,超过17000个对象实例和操作关系之间的所有可能对的对象在每幅图像,这是标记的操作关系树。实验结果表明,新的网络结构可以同时检测对象和预测操作关系,满足机器人任务的实时性要求。
2018-03-02 cs.RO
Quantifying the Reality Gap in Robotic Manipulation Tasks
Queensland University of Technology (QUT)(昆士兰科技大学);Data61/CSIRO(Data61/联邦科学与工业研究组织);Australian Centre for Robotic Vision (ACRV)(澳大利亚机器人视觉中心)
我们量化了各种模拟器的准确性相比,现实世界的机器人达到和互动任务。模拟器在机器人技术中用于为现实世界的硬件设计解决方案,而无需物理访问。“现实差距”妨碍了在模拟中开发或学习的解决方案在转移到现实世界的硬件时表现良好,或根本无法表现。利用Kinova机器人机械手和运动捕捉系统,我们记录了地面实况,使各种模拟器的比较,并提出了各种面向操作的机器人任务的定量数据。我们展示了许多当代模拟器的相对优势和弱点,突出了显著差异的领域,并帮助该领域的研究人员为他们的用例选择合适的模拟器。所有代码和参数列表都可以从https://bitbucket.csiro.au/scm/~col549/quantifying-the-reality-gap-in-robotic-manipulation-tasks.git公开获得。
2018-11-08 cs.RO
A Novel Design and Evaluation of a Dactylus-Equipped Quadruped Robot for Mobile Manipulation
University of Edinburgh(爱丁堡大学)
四足机器人通常配备额外的手臂进行操作,对价格和重量产生负面影响。另一方面,腿运动的要求意味着这种机器人的腿通常具有执行操纵所需的扭矩和精度。在本文中,我们提出了一种新的设计,小型四足机器人配备了两个腿安装机械手的灵感来自甲壳类动物的螯足和关节步行者前肢。通过利用腿中已经存在的致动器,我们可以实现每个肢体仅使用3个额外电机的操纵。该设计使得能够使用相对于腿电机小且便宜的致动器,进一步降低成本和重量。由于采用了集成的电缆/滑轮系统,对腿部的惯性矩影响很小。正如我们在一套远程操作实验中所展示的那样,该机器人能够执行单肢和双肢操作,以及在操作模式之间转换。所提出的设计与额外的手臂类似,同时每个机械手的重量和成本降低5倍,并且能够完成需要2个机械手的任务。
2022-09-16 cs.RO
Incorporating Task Progress Knowledge for Subgoal Generation in Robotic Manipulation through Image Edits
University of Virginia(弗吉尼亚大学)
本文提出TaKSIE框架,通过联合循环网络与潜在扩散模型生成视觉子目标,利用任务进度知识提升机器人操作策略的鲁棒性,在CALVIN基准上取得最先进性能。
2024-12-17 cs.RO
RobotIO: A Python Library for Robot Manipulation Experiments
University of Freiburg(弗莱堡大学)
设置机器人环境以快速测试新开发的算法仍然是一个困难且耗时的过程。这对有兴趣进行真实世界机器人实验的研究人员来说是一个重大障碍。RobotIO是一个Python库,旨在解决这个问题。它专注于为机器人,抓取器和相机等提供通用,简单和结构良好的Python接口。这些接口都是为通用硬件提供的。这使得使用RobotIO的代码可以跨不同的机器人设置进行移植。在架构方面,RobotIO旨在与OpenAI健身房环境以及ROS兼容;提供了这两种环境的示例。该库附带了许多有用的工具,如摄像机校准脚本和情节录制功能,进一步支持算法开发。
2022-08-16 cs.RO
Practice Makes Policies: Bootstrapping and Consolidating Robotic Capabilities from Zero Human Demonstrations
本研究提出HERO自改进层级具身智能体,通过整合启发式推理等技术,实现机器人从零人类演示自主演进操作能力,减少数据收集人工干预并提升多样化任务操作稳健性。
2026-07-30 cs.RO
Specifying and achieving goals in open uncertain robot-manipulation domains
Carnegie-Mellon University(卡内基梅隆大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
本文描述了一个完整的解决方案,在开放的不确定领域的机器人的目标描述和解释的问题。给定所需情况的正式规范,其中对象仅由其属性描述,通用规划与推理工具用于为机器人导出适当的动作。这些目标是通过在线组合的层次规划,状态估计,并在实际的机器人域与大量的闭塞和传感误差鲁棒运行的执行。
2021-12-21 cs.RO
Cross-Embodiment Robotic Manipulation Synthesis via Guided Demonstrations through CycleVAE and Human Behavior Transformer
University of Central Florida(中佛罗里达大学)
本文提出一种结合CycleVAE与人类行为Transformer的跨具身机器人操作合成方法,通过无监督跨具身对齐和人类示范动力学学习,在灵巧操作任务中生成平滑轨迹并优于先前方法。
2025-03-11 cs.RO
A Closed-Loop Multi-Agent Framework for Robust Multi-Robot Manipulation
Sun Yat-sen University(中山大学);Key Laboratory of Machine Intelligence and Advanced Computing, Ministry of Education, China(教育部机器智能与先进计算重点实验室);Imperial College London(帝国理工学院);Tsinghua Shenzhen International Graduate School(清华大学深圳国际研究生院);Shenzhen Loop Area Institute(深圳河套学院)
针对多机器人操作中高级推理应用于实际执行的挑战,提出基于分层闭环智能体的LLM框架,含规划、操作、验证智能体。经实际实验验证,该框架成功率高、适应性强,为多样操作任务提供可推广方法。
2026-07-09 cs.RO
A Single Multi-Task Deep Neural Network with a Multi-Scale Feature Aggregation Mechanism for Manipulation Relationship Reasoning in Robotic Grasping
Beijing University of Posts and Telecommunications(北京邮电大学)
本文提出一种带多尺度特征聚合机制的操作关系推理网络,通过融合跨尺度信息与交叉特征,准确预测多物体堆叠场景中的操作关系,显著提升了机器人抓取的推理速度与准确率。
2023-05-23 cs.RO
Analyzing Key Objectives in Human-to-Robot Retargeting for Dexterous Manipulation
Department of Automation, Beijing National Research Center for Information Science and Technology, Tsinghua University, China(自动化系,信息科学与技术国家工程研究中心,清华大学)
本文通过实验分析回退目标在灵巧操作中的应用,提出综合目标公式并评估各因素的重要性。
2025-12-24 cs.RO
Robotic Dexterous Manipulation via Anisotropic Friction Modulation using Passive Rollers
Northeastern University(东北大学);RAI Institute(RAI研究所)
本文提出一种通过被动滚轮调节接触摩擦和约束方向的机器人指尖设计,实现了多样化的灵巧操作,包括滑动、旋转和多物体 manipulation,展示了低复杂度机械高效摩擦调节方法的优越性。
2026-03-29 cs.RO
DexUMI: Using Human Hand as the Universal Manipulation Interface for Dexterous Manipulation
Stanford University(斯坦福大学);Columbia University(哥伦比亚大学);J.P. Morgan AI Research(摩根大通AI研究);Carnegie Mellon University(卡内基梅隆大学);NVIDIA(英伟达)
本研究提出DexUMI数据收集与策略学习框架,通过可穿戴外骨骼的硬件适配和机器人手图像修复的软件适配缩小人机具身差距,实现人手向多类机器人手的灵巧技能迁移,真实实验平均任务成功率达86%。
2025-10-02 cs.RO
STORM: Slot-based Task-aware Object-centric Representation for robotic Manipulation
Ecole Centrale de Lyon, LIRIS(里尔森中央理工大学,LIRIS实验室)
提出STORM模块,通过多阶段训练策略将冻结的视觉基础模型与语义感知槽结合,生成面向对象的任务感知表示,提升机器人操作在视觉干扰下的泛化性和控制性能。
2026-06-26 cs.RO
Cross-Embodiment Robot Manipulation via a Unified Hand Action Space
Intelligent Robotics and Vision Lab, University of Texas at Dallas(德克萨斯大学达拉斯分校智能机器人与视觉实验室);Intelligent Robotics and Interactive Systems Lab, Arizona State University(亚利桑那州立大学智能机器人与交互系统实验室)
提出统一手部动作空间(UHAS)用于跨实体灵巧操作,将手部动作表示为标准球体几何变形,用级联逆运动学算法映射,经强化学习训练策略,实现跨实体零样本转移等显著收益。
2026-07-07 cs.RO
An Adaptive Framework for Reliable Trajectory Following in Changing-Contact Robot Manipulation Tasks
Sunrise Setting Ltd(日出设置有限公司);SAGE Publications Ltd(SAGE出版有限公司);University of Birmingham(伯明翰大学);Honda Research Institute Europe GmbH(本田欧洲研究院有限公司)
我们描述了一个框架,改变接触机器人操作任务,需要机器人与物体和表面接触和断开。这种任务的不连续的交互动力学使得难以构建和使用单个动力学模型或控制策略,并且在接触变化期间动力学的高度非线性性质可能对机器人和物体造成损害。我们提出了一个自适应控制框架,使机器人能够逐步学习,以预测在不断变化的接触任务中的接触变化,学习分段连续系统的相互作用动力学,并提供平滑和准确的轨迹跟踪使用任务空间可变阻抗控制器。我们实验比较我们的框架的性能对代表性的控制方法,以建立我们的框架的自适应控制和增量学习组件需要实现平滑控制中存在的不连续的动态变化接触机器人操作任务。
2021-11-15 cs.RO
Learning Context-Adaptive Task Constraints for Robotic Manipulation
Robotics Innovation Center of German Research Center for Artificial Intelligence GmbH (DFKI)(德国人工智能研究中心机器人创新中心);Robotics Group of the University of Bremen(不来梅大学机器人研究组)
基于约束的控制方法提供了一种灵活的方式来指定机器人操作任务,并在具有许多自由度的机器人上执行它们。然而,任务约束及其相关优先级的规范通常需要人类专家,并且通常会为特定情况提供量身定制的解决方案。本文介绍了我们最近的努力,自动获得基于约束的机器人控制器的任务约束,从数据和适应他们相对于以前看不见的情况(上下文)。我们使用一个演示编程的方法来生成训练数据在一个给定的任务的多个变化(上下文变化)。从这些数据中,我们学习了一个概率模型,该模型将上下文变量映射到任务约束及其各自的软任务优先级。我们评估我们的方法与3个不同的双臂操作任务的工业机器人,并表明它比基于约束的控制器手动指定的约束,在再现精度方面表现更好。
2021-04-13 cs.RO
PhyVisGen: Physically and Visually High-Fidelity Robotic Manipulation Data Generation
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Shenzhen Dizhou Technology Co., Ltd.(深圳地轴科技有限公司);The University of Hong Kong(香港大学)
PhyVisGen提出物理与视觉高保真框架,通过IPC耦合软接触和真实场景重建生成合成数据,使策略在五个真实任务上无需微调即达65%-95%成功率。
2026-09-23 cs.RO
Universal Manipulation Interface: In-The-Wild Robot Teaching Without In-The-Wild Robots
Stanford University(斯坦福大学);Columbia University(哥伦比亚大学)
本研究提出通用操作接口UMI框架,通过手持夹爪收集野外人类演示数据,结合推理延迟匹配、相对轨迹动作表示实现硬件无关的机器人策略学习,可零样本泛化到新场景新物体,已开源软硬件系统。
2024-03-06 cs.RO
Surface Disinfection using Ultraviolet Lightwith a Mobile Manipulation Robot
Oregon State University(俄勒冈州立大学)
机器人越来越多地用于对抗埃博拉、MERS和SARS-COV-2等高传染性疾病。许多正在使用的机器人使用安装在移动基座上的紫外线灯来消灭病原体。然而,这些灯通常安装在固定的配置中,并且不能对水平表面提供足够的净化,这可能是交叉污染的主要来源。在本文中,我们描述的设计,实施和测试的紫外线杀菌照射(UVGI)系统上实现的移动操作机器人。人类监督员指定一个表面进行消毒,机器人自主规划和执行末端执行器轨迹,以消毒表面所需的确定性,然后显示结果的人类监督员进行验证。我们还提供了一些背景信息UVGI和描述我们如何构建和验证的数学模型的紫外线(UV)辐射传播和积累。最后,我们描述了我们的实现在一个取移动操作平台,并讨论如何在一个真正的机器人上实现的实用性影响我们的模型。
2021-04-21 cs.RO
Towards advanced robotic manipulation
Dublin City University(都柏林城市大学);Insight SFI Research Centre for Data Analytics(Insight SFI数据分析研究中心);University College Dublin(都柏林大学学院)
近年来,机器人操作和控制的重要性日益增加。然而,当需要在现实世界应用中操作时,现有技术仍然具有限制。本文探讨了在模拟和真实环境中的后见之明经验重演,突出其弱点,并提出基于奖励和目标塑造的替代方案。此外,还确定了几个研究问题以及可以探索解决这些问题的潜在研究方向。
2022-09-26 cs.RO
HERMES: Human-to-Robot Embodied Learning from Multi-Source Motion Data for Mobile Dexterous Manipulation
Tsinghua University(清华大学);Shanghai Qi Zhi Institute(上海启智研究院);Peking University(北京大学)
针对多源人手运动向机器人行为转化难、策略泛化性不足等问题,提出HERMES框架,通过统一强化学习、深度图像端到端sim2real迁移及增强PnP定位的导航模型,实现移动双臂灵巧操作,在多样真实场景中表现出良好泛化性。
2025-08-31 cs.RO
LAMP: Long-Horizon Adaptive Manipulation Planning for Multi-Robot Collaboration in Cluttered Space
Robotics Institute, Carnegie Mellon University(卡内基梅隆大学机器人研究所)
提出LAMP框架,结合学习生成的操作模型与两种规划器(LAMPA*和LAMP-Lazy),实现多机器人在密集杂乱环境中的长时域协作操作规划,解决现有方法无法处理的复杂任务。
2026-07-09 cs.RO
Learning Smooth and Robust Space Robotic Manipulation of Dynamic Target via Inter-frame Correlation
Research Center for Intelligent Robotics, School of Astronautics, Northwestern Polytechnical University(西北工业大学航天学院智能机器人研究中心);School of Automation, Northwestern Polytechnical University(西北工业大学自动化学院);School of Aeronautics and Astronautics, Sichuan University(四川大学空天科学与工程学院)
本文提出一种数据驱动的空间机械臂操作方法,通过利用历史帧与当前帧的时序相关性,实现对未知和非结构化空间环境中动态目标的精确操控。
2026-03-29 cs.RO
RMMBench: A Comprehensive Benchmark for Robotic Mobile Manipulation
Shandong University(山东大学);Meituan Group(美团集团)
针对现有基准缺乏全面评估方法的问题,提出RMMBench基准,集成高低层具身任务,含70个典型场景,揭示VLMs在移动操作中的空间定位挑战,强调增强空间感知的必要性。
2026-10-26 cs.RO
Learning Failure Prevention Skills for Safe Robot Manipulation
Istanbul Technical University(伊斯坦布尔理工大学);Halmstad University(哈尔姆斯塔德大学)
针对机器人操作技能安全性不足、非结构化环境故障难枚举的问题,研究提出将技能分为基础与故障预防技能,用强化学习构建模块化分层技能库加风险感知选择策略,实现安全操作且可适配新故障、迁移到真实环境。
2023-05-04 cs.RO
Real Garment Benchmark (RGBench): A Comprehensive Benchmark for Robotic Garment Manipulation featuring a High-Fidelity Scalable Simulator
针对机器人服装操作缺乏合适模拟工具的问题,提出包含6000+服装网格模型、高性能模拟器及评估协议的RGBench基准,其模拟器较现有工具误差降20%且速度快3倍,将公开以推动该领域研究。
2025-11-12 cs.RO
Soft-bubble: A highly compliant dense geometry tactile sensor for robot manipulation
Toyota Research Institute(丰田研究院)
实现有效的触觉感知和机械顺应性是使机器人在未知、不确定和混乱的环境中稳健和安全操作的关键。为了实现这一目标,我们提出了一个轻量级的,易于构建,高度兼容的密集几何传感器和末端执行器,包括一个充气乳胶膜与深度sensor. We提出的动机和硬件设计,这个软泡,并通过示例任务,包括战斗对象分类,姿态估计和跟踪,和non-objectile对象操作演示其功能。我们还提出了初步的实验,以显示高分辨率的几何感知触觉任务的重要性,并讨论了鲁棒操纵中的应用。
2019-04-03 cs.RO
Object Structure from Manipulation via Particle Filter and Robot-based Active Learning
为了学习机器人操作的对象模型,无监督的方法不能提供准确的对象结构信息,而有监督的方法需要大量的人工标记的训练样本,因此交互式对象分割被开发来自动化对象建模。在这篇文章中,我们制定了一个新的动态过程的交互式对象分割,并开发了一个基于粒子滤波和主动学习的解决方案,使机器人可以操纵和学习对象结构增量和自动。我们证明了我们的方法与humanoidrobot对不同类型的对象,并比较其分割performancewith选定的对象上建立的方法。实验结果表明,该方法能够更准确地对目标进行建模,并揭示出更丰富的目标结构信息。
2015-04-18 cs.RO
NimbRo Rescue: Solving Disaster-Response Tasks through Mobile Manipulation Robot Momaro
University of Bonn(波恩大学)
迫切需要在人类无法进入的危险环境中解决复杂任务的机器人,例如用于搜索和救援应用。我们描述了我们的移动操作机器人Momaro,我们成功地参加了DARPA机器人挑战赛。它采用了独特的运动设计,四条腿的末端是可转向的轮子,这使得它既可以全方位行驶,也可以跨越障碍物或攀爬。此外,我们提出了先进的通信和遥操作方法,其中包括沉浸式3D可视化,以及操作员头部和手臂运动的6D跟踪。该系统在DARPA机器人挑战赛,DLR SpaceBot杯资格赛和实验室实验中进行了评估。我们还讨论了从比赛中吸取的教训。
2018-10-15 cs.RO
VQ-ACE: Efficient Policy Search for Dexterous Robotic Manipulation via Action Chunking Embedding
ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院)
VQ-ACE通过压缩人类手部运动到量化潜在空间,结合MPC和RL,在灵巧操作任务中实现高效策略搜索,提升成功率并加速学习。
2024-11-05 cs.RO