Semantic–Geometric Task Representations for Bimanual Manipulation From Human Demonstrations to Robot Action Planning

任务(项目管理) 动作(物理) 计算机科学 机器人 人机交互 人工智能 人机交互 计算机视觉 社交机器人 机器人学 任务分析 心理学 控制(管理) 仿人机器人 沟通 工程类
作者
Franziska Herbert,Vignesh Prasad,Han Liu,Dorothea Koert,Georgia Chalvatzaki
出处
期刊:IEEE robotics and automation letters [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:11 (8): 9731-9738
标识
DOI:10.1109/lra.2026.3703251
摘要

Learning structured task representations from human demonstrations is essential for bimanual manipulation, where action ordering, object involvement, and interaction geometry vary significantly across executions. A key challenge lies in jointly capturing the discrete semantic task structure and the temporal evolution of object-centric geometric relations in a form that supports reasoning over task progression. We introduce a semantic–geometric graph-based task representation that jointly encodes object identities, inter-object semantic relations, and per-object motion histories, via a Message Passing Neural Network (MPNN) encoder and a Transformer-based decoder. The encoder operates solely on the temporal scene graph, producing structured representations decoupled from action labels. The decoder then conditions on action-context to forecast future actions, associated objects, and object motions. This decoupling learns task-agnostic representations, enabling encoder reuse across embodiments through decoder-only finetuning on a small robot dataset. Across eleven bimanual tasks from two datasets, we find that the benefit of structured semantic–geometric representations over simpler sequence-based models grows with task variability in action ordering and object involvement. At deployment, a planner couples the action and motion predictions with learned Probabilistic Movement Primitives, achieving full task success on two real-robot bimanual tasks and outperforming graph ablations, Transformer, decoder-only, and finetuned vision-language model baselines. Website:https://frherbert.github.io/bimanual-task-graphs
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
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
刚刚
正直的的白羊完成签到 ,获得积分10
刚刚
共享精神应助kuku采纳,获得10
刚刚
1秒前
Rong完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
彩色碧菡完成签到,获得积分10
2秒前
臭妹妹发布了新的文献求助10
2秒前
整齐大楚完成签到,获得积分10
3秒前
小蘑菇应助su采纳,获得10
3秒前
冷静汉堡发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
李朝朝发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
田様应助caffeine采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
顾矜应助Genehunter采纳,获得10
6秒前
luluw发布了新的文献求助30
6秒前
6秒前
粒粒发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
天天快乐应助野猪且亨利采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
liang完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
洛洛完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
秋风应助nnn采纳,获得10
10秒前
10秒前
酷波er应助娃哈哈哈哈采纳,获得10
10秒前
10秒前
核桃发布了新的文献求助10
11秒前
打打应助naonao采纳,获得10
11秒前
11秒前
zzxp完成签到,获得积分10
11秒前
鲸鱼发布了新的文献求助10
11秒前
辛勤的囧发布了新的文献求助10
11秒前
chen发布了新的文献求助10
11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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 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 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7763569
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9308000
关于积分的说明 20303407
捐赠科研通 7348373
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314043
关于科研通互助平台的介绍 2463776
邀请新用户注册赠送积分活动 2328148