上臂人形机器人遥操作的闭式几何重目标求解器
机器人学
2026-02-03 v1
摘要
将人类动作重定向至机器人姿态是遥操作双臂人形机器人手臂的实用方法，但现有方法常不理想且慢，常导致不良运动或延迟。这源于优化目标是匹配机器人末端执行器与人类手部的位置与姿态，同时也限制了机器人的工作空间受制于人类的工作空间。相反，本文将重定向问题重新表述为姿态对齐问题，实现闭式几何解算法并提供最优性保证。核心思想是将机器人臂对齐至人类上臂与下臂的姿态方向，通过肩部、肘部和腕部（SEW）关键点识别实现；故此方法称为SEW-Mimic。该方法在标准商业CPU上实现3kHz的快速推理，为下游应用留出计算开销；本文示例为避免双臂自撞的安全过滤器。该方法适用于大多数7自由度机器人臂和人形机器人，且对输入关键点来源不敏感。实验表明，SEW-Mimic在计算速度与精度方面优于其他重定向方法。试点用户研究表明，SEW-Mimic提升了遥操作任务成功率。初步分析表明，使用SEW-Mimic收集的数据在平滑性方面优于其他方法。SEW-Mimic亦被证明是加速全身人形机器人重定向的即插式方法。最终硬件演示说明了SEW-Mimic的实际可行性。结果凸显了SEW-Mimic作为双臂机器人操纵与人形机器人遥操作基础模块的实用价值。
引用
@article{arxiv.2602.01632,
title = {A Closed-Form Geometric Retargeting Solver for Upper Body Humanoid Robot Teleoperation},
author = {Chuizheng Kong and Yunho Cho and Wonsuhk Jung and Idris Wibowo and Parth Shinde and Sundhar Vinodh-Sangeetha and Long Kiu Chung and Zhenyang Chen and Andrew Mattei and Advaith Nidumukkala and Alexander Elias and Danfei Xu and Taylor Higgins and Shreyas Kousik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.01632},
year = {2026}
}
备注
Project page at https://sew-mimic.com/