Manip4Care：机器人操作人类肢体以解决辅助任务

让机器人抓取和重新定位人类肢体可显著提升其在帮助严重运动障碍患者进行辅助护理的能力，尤其是在机器人辅助沐浴和穿衣等任务中。然而，现有的辅助机器人解决方案常常假设人类保持静止或准静止状态，这限制了其有效性。为此，我们提出了 Manip4Care，一个模块化的仿真管线，使机器人操作臂能够有效地抓取和重新定位人类肢体。我们的方法具备内置抓取和重新定位技术的物理仿真器，同时考虑生物力学和碰撞避免约束。我们的抓取方法采用反球面采样结合力闭合来抓取肢体，而我们的重新定位系统利用 Model Predictive Path Integral（MPPI）和向量场控制方法在碰撞避免和生物力学约束下生成运动轨迹。我们在各种肢体操作任务中进行了评估，包括仰卧和坐姿 positions，并针对不同年龄组进行了比较（这些年龄组的肩关节限制不同）。此外，我们演示了使用真实人造模型进行肢体操作，并进一步展示了其在沐浴任务中的有效性。