Forces for free: Vision-based contact force estimation with a compliant hand

接触力 机器人 估计员 扭矩 稳健性(进化) 计算机科学 机器人学 控制理论(社会学) 触觉技术 人工智能 夹持器 触觉传感器 计算机视觉 工程类 模拟 机械工程 数学 物理 生物化学 统计 化学 控制(管理) 量子力学 基因 热力学
作者
Yifan Zhu,Hao Mei,Xupeng Zhu,Quentin Bateux,Alex Wong,Aaron M. Dollar
出处
期刊:Science robotics [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:10 (103): eadq5046-eadq5046 被引量:2
标识
DOI:10.1126/scirobotics.adq5046
摘要

Force-sensing capabilities are essential for robot manipulation systems. However, commonly used wrist-mounted force/torque sensors are heavy, fragile, and expensive, and tactile sensors require adding fragile circuitry to the robot fingers while only providing force information local to the contact. Here, we present a vision-based contact force estimator that serves as a more cost-effective and easier-to-implement alternative to existing force sensors by leveraging deformations of compliant hands upon contacts when compliant hands are in use. Our approach uses an estimator that visually observes a specialized compliant robot hand (available open source with easy fabrication through 3D printing) and predicts the contact force on the basis of its elastic deformation upon external forces. Because using wrist-mounted cameras to observe the gripper is common for robot manipulation systems, our method can obtain additional force information provided that the gripper is compliant. We optimized our compliant hand to minimize friction and avoid singularities in finger configurations, and we introduced memory to the estimator to combat the partial observability of the contact forces from the remaining friction and hysteresis. In addition, the estimator was made robust to background distractions and finger occlusions using vision foundation models to segment out the fingers. Although it is less accurate and slower than commercial force/torque sensors, we experimentally demonstrated the accuracy and robustness of our estimator (achieving between 0.2 newton and 0.4 newton error) and its utility during a variety of manipulation tasks using the gripper in the presence of noisy backgrounds and occlusions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
bkagyin应助星落枝头采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
暗号发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
冷酷向薇发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
ECT完成签到,获得积分10
2秒前
完美世界应助君知采纳,获得10
2秒前
3秒前
打打应助顾初安采纳,获得10
3秒前
阳光沛菡发布了新的文献求助10
3秒前
布灵完成签到,获得积分20
5秒前
li关注了科研通微信公众号
5秒前
科研通AI6应助swift采纳,获得10
5秒前
6秒前
星辰大海应助panpan采纳,获得10
6秒前
HH发布了新的文献求助10
6秒前
番茄大王完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
搜集达人应助幽默枫采纳,获得10
7秒前
7秒前
cc发布了新的文献求助10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
冷酷向薇完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
111发布了新的文献求助20
10秒前
11秒前
JamesPei应助姜维采纳,获得10
12秒前
姜勇发布了新的文献求助10
12秒前
高级牛马发布了新的文献求助10
13秒前
我是老大应助喜悦乐巧采纳,获得10
14秒前
文学痞发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
16秒前
不想看文献完成签到 ,获得积分10
17秒前
科研通AI6应助拥军采纳,获得10
17秒前
xql发布了新的文献求助10
18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
Teaching Language in Context (Third Edition) 1000
Identifying dimensions of interest to support learning in disengaged students: the MINE project 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 921
Aerospace Standards Index - 2025 800
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5436160
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4548256
关于积分的说明 14212896
捐赠科研通 4468451
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2449037
邀请新用户注册赠送积分活动 1439959
关于科研通互助平台的介绍 1416594