机器人面团塑形

由于包括医疗手术、家庭辅助和自动食品制备在内的广泛应用，机器人对可变形物体的操控受到了极大关注。由于难以对问题进行数学定义，使软物体变形的能力对机器人而言仍是一大挑战。本文中，我们解决将一块面团状可变形材料塑形成预先给定的二维目标形状的问题。我们使用配备擀面杖的 6 自由度 WidowX-250 机械臂，以及从 RGB-D 相机和触觉传感器收集的信息。我们提出并比较了多种控制策略（包括一种面团收缩动作），在三种可变形材料和三种目标面团形状尺寸的大量实验中，达到了 0.90 的交并比（IoU）。我们的结果表明：i) 从面团最高点擀开比从二维/三维面团质心更高效；ii) 在当前面团边界处停止滚动动作可能优于在目标形状轮廓处停止；iii) 收缩动作仅当相对于扩张动作适当调参时才可能有益；iv) 与 Plasticine 或 Kinetic sand 相比，Play-Doh 材料更易塑形成目标形状。我们工作的视频演示可在 https://youtu.be/ZzLMxuITdt4 获取。