Vision-Based In-Hand Manipulation with Limited Dexterity

Tid: Må 2019-11-25 kl 10.00

Plats: Kollegiesalen, Stockholm (English)

Respondent: Silvia Cruciani , Robotik, perception och lärande, RPL

Opponent: Joris De Schutter, KU Leuven

Handledare: Danica Kragic, Numerisk analys och datalogi, NADA

Abstract

In-hand manipulation gör det möjligt att ändra fattningen om ett objekt utan att behöva släppa det. Detta är en viktig komponent och gör det möjligt att lösa många uppgifter.Den mänskliga händen är ett flexibelt instrument som är lämpligt för att flytta föremål inuti handen. Det är dock inte vanligt att robotar är utrustade med lika flexibla händer på grund av utmaningar inom reglerteknik och design av mekaniska system. I själva verket är robotar ofta utrustade med enkla parallel gripper, som är robusta men saknar finmotorik. Denna avhandling fokuserar på att uppnå in-hand manipulation med begränsad finmotorik. De föreslagna lösningarna baseras endast på visuell perception, utan behov av ytterligare sensorer i robotens hand.

Extrinsic dexterity (extrinsisk finmotorik) gör att enkla robothänder kan utföra in-hand manipulation tack vare utnyttjandet av externa stöd. Denna avhandling introducerar nya metoder för att lösa in-hand manipulation med tröghetskrafter, kontrollerad friktion och yttre tryck som ytterligare stöd för att förbättra robotens manipuleringsförmåga. Pivoting ses som en möjlig lösning för enkla greppförändringar: två metoder som hanterar inexakt friktionsmodellering presenteras samt som gungning är framgångsrikt integrerats i en fullständig manipuleringsuppgift. För storskalig in-hand manipulation introduceras Dexterous Manipulation Graph som en ny representation av objektet. Denna graf är ett användbart verktyg för att planera ändring av grepp via in-hand manipulation. Det kan också utnyttjas för att kombinera både in-hand manipulation och regrasping för att öka möjligheterna att justera greppet. Dessutom utvidgas denna metod för att uppnå in-hand manipulation även för föremål med okänd form. För att utföra de planerade objektrörelserna i robothanden utnyttjas dubbelarmade robotar för att förbättra den dåliga färdigheten hos parallel gripper: den andra armen ses som ett ytterligare stöd som hjälper till att skjuta och hålla objektet för att framgångsrikt justera greppkonfigurationen.

Denna avhandling presenterar exempel på framgångsrika utföranden av uppgifter där manuell manipulation är ett grundläggande steg i manipuleringsprocessen och visar hur de föreslagna metoderna är en rimlig och effektiv lösning för att uppnå handmanipulation med begränsad finmotorik.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-263051

Tillhör: Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS)
Senast ändrad: 2019-11-06