机器人学会「眼看手摸」!FreeTacMan 实现人类指尖亲自「授课」

机器人学会「眼看手摸」!FreeTacMan 实现人类指尖亲自「授课」

 

文章摘要


【关 键 词】 机器人触觉数据采集精细操作传感器

FreeTacMan 是一种创新的数据采集硬件解决方案,旨在解决机器人精细操作中的关键难题。通过将人类的视觉、触觉和动作技能高效传输给机器,FreeTacMan 显著提升了机器人在接触式操作中的表现。传统机器人常因缺乏触觉感知而无法实现精准控制,尤其是在处理柔软或易碎物体时,容易出现力量失控的情况。FreeTacMan 通过配备高分辨率视触觉传感器、腕部鱼眼相机和高精度动捕设备,实现了高效率、高精度和高数据质量的触觉数据采集。

FreeTacMan 的核心优势在于其触觉传感器的设计。传感器厚度仅 18 毫米,但能实现 15-20 微米级空间分辨率,视野范围扩大至 358.47mm²,显著优于传统 GelSight 传感器。此外,传感器直接固定在操作者指尖,取消了多层机械连接,实现了接近“零衰减”的触觉反馈。这种设计不仅保留了自然的本体感觉,还确保了每一次动作的精准传达。通过高精度线性传动结构,FreeTacMan 实现了低摩擦、稳态控制下的精准夹持与闭环反馈。

在机械臂执行端,FreeTacMan 将视触觉传感器集成于夹爪,并通过定制化相机支架确保视觉与触觉信息的完美对齐。更重要的是,该方法仅依赖于末端执行器的位姿信息,无需绑定特定机械臂型号或架构,使得同一套数采系统可轻松迁移至不同的机械臂平台,实现了跨本体泛化能力。这一特性为多样化的机器人部署场景提供了极大的灵活性。

通过用户研究,FreeTacMan 在任务完成率、采集效率和每单位时间完成量(CPUT)三项核心指标上全面领先于传统方法。引入触觉感知后,机器人策略性能大幅提升,多任务平均成功率从仅使用视觉的 21% 跃升至 55%,进一步通过融合时间感知的触觉预训练,平均成功率提升至 71%。在易碎杯抓取、USB 插入、纹理分类、印章按压和书法等接触密集型任务中,FreeTacMan 展现了出色的精细操作能力,显著提升了任务成功率。

实验结果表明,触觉感知对机器人的精细操作具有决定性作用。缺乏触觉信号时,机器人常因无法感知细微接触变化而导致任务失败,而FreeTacMan 通过提供实时触觉反馈,能够完成各类精细操作,避免了物体滑落、被抓物体损坏或操作错位等问题。FreeTacMan 的成功应用为机器人领域的高精度接触式操作开辟了新的可能性,推动了具身智能的进一步发展。

原文和模型


【原文链接】 阅读原文 [ 1434字 | 6分钟 ]
【原文作者】 AI科技评论
【摘要模型】 deepseek-v3
【摘要评分】 ★★★☆☆

© 版权声明
“绘蛙”

相关文章

“极客训练营”

暂无评论

暂无评论...