産業用Dexterityの​Taxonomyを​定義する

産業現場では、​把持に​とどまらない​操作が​求められます。​DexBenchは、​産業ロボティクスの​基準となる​Action定義を​提示します。

Actions
16
産業現場の​工程から​抽出した​基本動作
Skills
78
Actionの中で、​一つの​ボトルネックを​解決する​能力の​単位

Problem

産業と​研究の​ギャップ

Dexterity研究には、​領域を​またいで​Actionの​難易度を​定義し、​比較するための​共通の​枠組みが​まだ​ありません。

  1. 01

    共通の​Action用語が​ない

    産業ごとに、​操作に​求める​要件は​それぞれ​独自の用語で​表されています。​物流の​「ピッキング」と​電子機器組立の​「ピッキング」は、​言葉は​同じでも​方法は​異なります。

  2. 02

    比較できない​難易度

    同じ​Action名の​中に、​条件の​異なる​作業が​まとめられています。​USBケーブルの​挿入と​ピストンロッドの​挿入は​どちらも​「挿入」​ですが、​求められる​能力は​異なります。

  3. 03

    再現できない​条件

    実験ごとに、​オブジェクトも、​初期条件も、​成功基準も​異なります。​そのため​結果は​研究室間でも​比較しにくく、​企業間では​なおさらです。

  4. 04

    開発の優先順位が​定まらない

    操作能力を​一目で示す​マップが​なければ、​チームは​何を​開発し、​何に​投資し、​何を​研究すべきかを​決めにくく​なります。

Anatomy

Action · Skill · World

現場の作業を​比較するには、​同じ単位に​分ける必要が​あります。​DexBenchは、​動作から​現場の作業までを​三つの​段階に​分けて​捉えます。

  • Action

    一つの目的を​果たす​最小の​操作単位

  • Skill

    Action内の​独立した​ボトルネックを​解決する​能力の​単位

  • World

    Skill単位に​分解して​分析できる、​実際の​産業現場の​作業

Evaluation

DexBench - Simulation Benchmark

DexBenchの​評価プラットフォームには、​産業ごとに​実際の​現場を​再現した​Worldが​実装されており、​同じ基準で​テスト​できます。

DexBench

Measuring dexterity where it matters.

  • Retail

    Drink from a fridge shelf

  • Logistics

    Box from cage to conveyor

  • Manufacturing

    Drawer into a washer

  • Hotel

    Plate stack to a cart

GENERALIZATION

  1. GA-O

    Object

    Variation in SKU, geometry, size, or appearance while preserving the task. Evaluation measures performance on unseen objects.

  2. GA-P

    Physics

    Variation in mass, friction, stiffness, center of mass, force/torque, and dynamic states such as speed and timing.

  3. GA-S

    Spatial

    Variation in initial pose, arrangement, clutter density, access constraints, clearance, and target position.

Framework

分類フレームワーク

Object State Complexity (OSC)

Skillが​なぜ難しいのかを​分類する​6つの軸

C_geomC_forceC_contactC_obsC_deformC_dyn
OSC Axesを​見る

Actions

産業的価値のある​16種類のAction

Method

Skillの​定義方法

  1. 01

    ボトルネックに基づく​選定

    同じ​Action内でも、​環境・​オブジェクト・​モデルの能力の​限界によって​ボトルネックは​変わります。​DexBenchは、​その中から​産業的価値のある​ボトルネックを​選び、​それぞれを​Skillとして​定義しました。

  2. 02

    汎用性

    Skillは​Actionと​ボトルネックを​組み合わせて​定義します。​ボトルネックが​同じであれば、​オブジェクトが​異なっても​同じ​Skillとして​扱います。

  3. 03

    状態遷移

    何が​変わるかは​定義しますが、​どう​変わるかは​定義しません。​Skillは​初期状態と​終了状態を​明示し、​方法は​モデルに​委ねます。

  4. 04

    フレームワークとの​対応付け

    ボトルネックごとに、​難しさの理由と​必要な能力は​異なります。​そのため​各Skillについて、​難しさの理由を​OSC Axesに、​必要な能力を​Dexterity Regimesに​対応付けました。

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