Controlling diverse robots by inferring Jacobian fields with deep networks

机器人 计算机科学 机器人学 人工智能 执行机构 控制工程 雅可比矩阵与行列式 领域(数学) 自动化 人工神经网络 机器人控制 软件 移动机器人 工程类 机械工程 数学 程序设计语言 应用数学 纯数学
作者
Sizhe Li,Annan Zhang,Boyuan Chen,Hanna Matusik,Chao Liu,Daniela Rus,Vincent Sitzmann
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
标识
DOI:10.1038/s41586-025-09170-0
摘要

Abstract Mirroring the complex structures and diverse functions of natural organisms is a long-standing challenge in robotics 1–4 . Modern fabrication techniques have greatly expanded the feasible hardware 5–8 , but using these systems requires control software to translate the desired motions into actuator commands. Conventional robots can easily be modelled as rigid links connected by joints, but it remains an open challenge to model and control biologically inspired robots that are often soft or made of several materials, lack sensing capabilities and may change their material properties with use 9–12 . Here, we introduce a method that uses deep neural networks to map a video stream of a robot to its visuomotor Jacobian field (the sensitivity of all 3D points to the robot’s actuators). Our method enables the control of robots from only a single camera, makes no assumptions about the robots’ materials, actuation or sensing, and is trained without expert intervention by observing the execution of random commands. We demonstrate our method on a diverse set of robot manipulators that vary in actuation, materials, fabrication and cost. Our approach achieves accurate closed-loop control and recovers the causal dynamic structure of each robot. Because it enables robot control using a generic camera as the only sensor, we anticipate that our work will broaden the design space of robotic systems and serve as a starting point for lowering the barrier to robotic automation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
2秒前
SerCheung完成签到,获得积分10
3秒前
桐桐应助爱上草原爱上你采纳,获得10
3秒前
seven发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
HU发布了新的文献求助10
6秒前
芒果不忙发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
chenjun7080完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
qq完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
11秒前
Bruce发布了新的文献求助10
11秒前
why发布了新的文献求助10
11秒前
UUUN完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
Hello应助芒果不忙采纳,获得10
13秒前
人类的怪兽完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
北北贝贝发布了新的文献求助10
15秒前
lxl发布了新的文献求助10
15秒前
小凡发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
共享精神应助黄金弗利萨采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
邵弓宇发布了新的文献求助10
18秒前
敏感绫发布了新的文献求助10
21秒前
霹雳啪啦完成签到,获得积分10
22秒前
小二郎应助糊里糊涂采纳,获得10
23秒前
25秒前
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Structural Analysis 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7352205
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8963488
关于积分的说明 19042322
捐赠科研通 7001249
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3221483
关于科研通互助平台的介绍 2385916
邀请新用户注册赠送积分活动 2201920