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吸力跃手:多指手上的吸盘实现具身灵巧性与手内遥操作

机器人学 2025-09-26 v1

摘要

灵巧的手内操作仍然是机器人学中的基础性挑战,其进展常常受到模仿人类手部这一主流范式的制约。这种类人方法造成了两个关键障碍:1)将机器人能力限制在人类已经能够执行的任务上;2)使基于学习的方法的数据收集变得极其困难。这两个挑战均由传统的力闭合引起,后者需要基于摩擦力、法向力和重力来协调复杂的多点接触以抓取物体。这使得遥操作演示不稳定,并放大了强化学习中的sim-to-real差距。在本工作中,我们提出范式转变:远离复制人类力学,转向设计新型机器人本体。我们引入了吸力跃手(SLeap Hand),一种集成指尖吸盘的多指手,实现了新型吸力驱动的灵巧性。通过用稳定的单点粘附取代复杂的力闭合抓取,我们的设计从根本上简化了手内遥操作,并促进了高质量演示数据的收集。更重要的是,这种基于吸力的本体解锁了人类手部难以甚至无法完成的一类灵巧技能,如单手剪纸和手内书写。我们的工作表明,突破类人约束后,新型本体不仅可以降低收集鲁棒操作数据的门槛,还能实现通常需要两只手才能稳定完成的单手任务。我们的网页是 https://sites.google.com/view/sleaphand。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.20646,
  title  = {Suction Leap-Hand: Suction Cups on a Multi-fingered Hand Enable Embodied Dexterity and In-Hand Teleoperation},
  author = {Sun Zhaole and Xiaofeng Mao and Jihong Zhu and Yuanlong Zhang and Robert B. Fisher},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.20646},
  year   = {2025}
}

备注

An IEEE conference paper currently under review