We present ForceSight, a system for text-guided mobile manipulation that predicts visual-force goals using a deep neural network. Given a single RGBD image combined with a text prompt, ForceSight determines a target end-effector pose in the camera frame (kinematic goal) and the associated forces (force goal). Together, these two components form a visual-force goal. Prior work has demonstrated that deep models outputting human-interpretable kinematic goals can enable dexterous manipulation by real robots. Forces are critical to manipulation, yet have typically been relegated to lower-level execution in these systems. When deployed on a mobile manipulator equipped with an eye-in-hand RGBD camera, ForceSight performed tasks such as precision grasps, drawer opening, and object handovers with an 81% success rate in unseen environments with object instances that differed significantly from the training data. In a separate experiment, relying exclusively on visual servoing and ignoring force goals dropped the success rate from 90% to 45%, demonstrating that force goals can significantly enhance performance. The appendix, videos, code, and trained models are available at https://force-sight.github.io/.


翻译:我们提出ForceSight,一种基于文本引导的移动操作系统,通过深度神经网络预测视觉-力目标。给定单张RGBD图像结合文本提示,ForceSight确定相机坐标系下的目标末端执行器位姿(运动学目标)及相关作用力(力目标)。二者共同构成视觉-力目标。先前研究表明,输出人类可解释运动学目标的深度模型可赋予实体机器人灵巧操作能力。力在操作中至关重要,但在这类系统中通常被降级至底层执行环节。当搭载于配备眼在手RGBD相机的移动操作平台时,ForceSight在训练数据中未见过的物体实例及新环境中,完成精密抓取、抽屉开启及物体交接等任务的成功率达81%。独立实验表明,仅依赖视觉伺服而忽略力目标时,成功率从90%骤降至45%,证实力目标可显著提升性能。附录、视频、代码及训练模型详见https://force-sight.github.io/。

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