Assistive robotic manipulators are becoming increasingly important for people with disabilities. Teleoperating the manipulator in mundane tasks is part of their daily lives. Instead of steering the robot through all actions, applying self-recorded motion macros could greatly facilitate repetitive tasks. Dynamic Movement Primitives (DMP) are a powerful method for skill learning via teleoperation. For this use case, however, they need simple heuristics to specify where to start, stop, and parameterize a skill without a background in computer science and academic sensor setups for autonomous perception. To achieve this goal, this paper provides the concept of local, global, and hybrid skills that form a modular basis for composing single-handed tasks of daily living. These skills are specified implicitly and can easily be programmed by users themselves, requiring only their basic robotic manipulator. The paper contributes all details for robot-agnostic implementations. Experiments validate the developed methods for exemplary tasks, such as scratching an itchy spot, sorting objects on a desk, and feeding a piggy bank with coins. The paper is accompanied by an open-source implementation at https://github.com/fzi-forschungszentrum-informatik/ArNe


翻译:辅助机器人操作臂对于残障人士正变得越来越重要。在单调任务中遥控操作机器人手臂是他们日常生活的一部分。与其全程引导机器人动作,应用自录制的动作宏可以极大简化重复性任务。动态运动基元(DMP)是一种通过遥操作进行技能学习的强大方法。然而,针对此应用场景,它们需要简单的启发式规则来指定技能的起始、停止和参数化,而无需依赖计算机科学背景或用于自主感知的学术级传感器设置。为实现这一目标,本文提出了局部技能、全局技能和混合技能的概念,这些技能构成了执行单手日常生活任务的可组合模块化基础。这些技能通过隐式方式定义,用户无需额外设备即可在基础机器人操作臂上轻松编程。本文提供了与机器人无关的完整实现细节。实验验证了所开发方法在典型任务中的有效性,例如抓挠痒处、整理桌面物品以及向存钱罐投喂硬币。本文附有开源实现,地址为 https://github.com/fzi-forschungszentrum-informatik/ArNe

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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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