Dexterous Grasp Generation --灵巧抓取生成
·
当前机器人领域最难的问题之一:AI 能不能直接从视觉生成灵巧手动作?
答案:
可以,AI模型正在解决这个问题,但目前还没有完全替代传统方法。现在工业和科研中通常采用“AI生成 + 优化约束 + 控制反馈”的混合方案。
这个方向现在已经有很多论文和开源研究在做,但“任意机器人手、任意物体、一次成功”的通用模型目前还没有完全解决。
核心思想:
输入:
物体模型
+
手模型
输出:
q_hand
=
[
拇指关节角,
食指关节角,
中指关节角,
...
]
本质就是:
从物体 → 手的动作
也就是:
我要抓这个杯子
↓
手应该变成什么姿态?
以上就是Dexterous Grasp Generation(灵巧抓取生成)
现在工业上为什么还没有普及?
因为这个问题非常难。
原因:
(1) 自由度太高
普通夹爪:
2 DOF
灵巧手:
16~30 DOF
搜索空间巨大。
(2) 接触非常复杂
两个手指:
碰一下
夹住
还行。
五指:
20个接触点
+
摩擦
+
力矩
+
滑动
复杂很多。
(3) 物体无限多
杯子:
10000种形状
工具:
10000种
不能全部人工标注。
这里目前问题是建不建议去研究AI直接生成灵巧手关节角度?
(1)如果是科研的角度,答案是很有必要,非常有价值
它本质是:
输入:
物体:
point cloud / mesh
↓
AI模型
↓
输出:
q_hand
[
拇指角度,
食指角度,
中指角度,
...
]
这个方向目前属于:
Dexterous Grasp Generation
Embodied AI
Robot Manipulation
是非常热门的方向。
(2)如果站在一位机械人研发工程师的角度来想,不建议
问题一:没有唯一答案,纯在太多解了,抓一个物体可能有成千上百种抓取办法
问题二:输出空间太大了,太复杂,灵巧手的自由度太多了
问题三:资源太少,必须经过大量的灵巧手测试后才可以得出结论,本身一个灵巧手价值昂贵
目前我的想法是如下:
AI + 优化 + 控制 的混合方案。
AI生成 + 优化
也就是:
RGB-D
↓
点云
↓
物体模型
↓
AI Grasp Generator
↓
初始q_hand
↓
Grasp Optimization
↓
最终q_hand
↓
MoveIt
↓
控制
当然这里可以直接上强化学习
其实你拆开AI的本质来看,我认为简单的AI生成抓取规划就是监督学习
但是实际生成中并没有标签,所以监督学习这里会提供好多候选 ,经过评分得到一个分值最高的答案,经过优化器处理后,得到就是目前我所应用的方案
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