We present a learnable physics-based predictive model that provides accurate motion and force-torque prediction of the robot end effector in contact-rich manipulation. The proposed model extends the state-of-the-art GNN-based simulator (FIGNet) with novel node and edge types, enabling action-conditional predictions for control and state estimation in the context of robotic peg insertion. Our model learns in a self-supervised manner, using only joint encoder and force-torque data while the robot is touching the environment. In simulation, the MPC agent using our model matches the performance of the same controller with the ground truth dynamics model in a challenging peg-in-hole task, while in the real-world experiment, our model achieves a 50$\%$ improvement in motion prediction accuracy and 3$\times$ increase in force-torque prediction precision over the baseline physics simulator. Finally, we apply the model to track the robot end effector with a particle filter during real-world peg insertion, demonstrating a practical application of its predictive accuracy.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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