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Google X开源抓取机械臂无需人工标注就能一眼找到目标零件正确率达878%
9博体育9博体育要知道,平时我们自己做实验、或是拼装没见过的机械零件时,面对各个相似的零件都可能拿错,更何况机器人。
但这只机械臂没有使用过任何人工标注,就能从模拟器立刻迁移到真实世界,同时泛化到机器人没见过的新物体上,准确率能达到87.8%。
论文一作为华人博士Bowen Wen,现就读于罗格斯大学计算机系,本科毕业于西安交通大学。
这项研究的提出,主要是想要解决普通工业场景中,对不同机械零件进行分类的问题。
实际情况下,机械臂难免会遇到自己不认识的新零件,如果只依靠数据集、不会举一反三可不太行。
通过在模拟器内不断训练试错,机械臂就能自己总结出一套经验,并将它归结成热力图表征。
归一化让不同维度之间的特征在数值具有一定比较性,从而可以对不同物体分类。
(倒角距离:是一种对于图像的距离变换,对于一个有特征点和非特征点的二值图像,此距离变换就是求解每一个点到最近特征点的距离)
给出点云输入后,NUNOCS Net就能预测点云在NUNOCS空间中的位置,这一网络基于pointnet设计。
根据确定点云和预测到的点云,二者最终可以求解得到类别级的6D转换和3D的维度变换,从而得到更为准确的密集点云对匹配。
比如下图中,相同颜色表示相互匹配,NUNOCS方法优于此前的NOCS方法。
因此,研究人员对每个抓取姿态进行50次随机的微小扰动,并记下了成功的次数,得到连续的概率分布。
测试时,一旦遇到了没接触过的情况,就可以将之前归结好的抓取姿态分布迁移到新颖的物体空间里,从而得到更为全面的抓取姿态采样。
抓取姿态和模拟器中得到的概率分布,可以分别作为输入和标签,用来训练神经网络。
最后,通过自监督训练学习,在进行过足够多的抓取姿态模拟后,机械爪和物体的接触经验累计就能得到如下这样的热力图。
而且过程中所有模块都能从合成数据集上训练,之后能直接迁移到真实世界的场景中。
从实验结果来看,模拟情况下这一方法的平均成功率有93.1%,抓取次数大概为600次。
本项研究的一作为罗格斯大学计算机专业博士生Bowen Wen,目前正在GoogleX实习。
他师从Kostas Bekris教授,研究方向包括机器人感知,计算机视觉。
原标题:《Google X开源抓取机械臂,无需人工标注就能一眼找到目标零件,正确率达87.8% ICRA 2022》
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