Dexterity Regimes

Dexterity는 손의 속성이 아니라 작업을 해내는 능력입니다. 물체가 주는 제약 아래에서 필요한 상태 변화를 이뤄 낼 수 있는지를 묻고, 어떤 하드웨어로 수행했는지는 묻지 않습니다.

OSC Axes가 Action이 왜 어려운지를 조건으로 분해한다면, Dexterity Regimes는 그 조건을 해결하려면 무엇을 할 수 있어야 하는지를 정의합니다.

조작은 공간과 시간과 접촉 위에서 일어납니다. 닿기 전에 잡을 자리를 정확히 확정하고, 빠르게 바뀌는 상태에 시점을 맞추고, 눈에 보이지 않는 접촉 상태를 힘과 촉각으로 읽어 다뤄야 합니다. 이 셋을 실시간으로 해내야 비로소 Dexterity라고 부를 수 있습니다. 그래서 Dexterity는 얼마나 많이 움직일 수 있는가가 아니라, 어떤 상태를 관측하고 어떤 변화를 안정시킬 수 있는가로 정의되어야 합니다. 이 셋에 나머지 능력의 바탕이 되는 파지 구성의 범위와, 과제를 단계로 나누고 실패에서 복구하는 능력을 더해서 다섯 가지 능력이 정의됩니다.

E1형성 가능한 파지 구성의 범위

대상마다 요구하는 파지 형태가 다르므로, 형성할 수 있는 접촉 구성의 범위가 넓어야 합니다.

접촉이 성립해야 나머지가 작동하므로, 이 범위가 다른 네 능력의 전제가 됩니다.

핵심 질문

대상이 요구하는 파지 구성을 형성할 수 있는가

E2접촉 이전의 공간 정밀도

대상과 엔드이펙터 사이의 기하 관계를 접촉 이전에 요구 정밀도로 확정할 수 있어야 합니다.

접촉 이전에 결정되는 정밀도이며, 접촉 이후의 힘 조절과는 다른 능력입니다.

핵심 질문

좁은 허용 오차 조건에서 접촉 위치를 확정할 수 있는가

E3시간에 따른 상태 변화의 이해와 제어

상태가 시간에 따라 어떻게 변하는지 파악하고, 동작의 개시·전환·중단·재계획을 그 변화에 맞춰 수행할 수 있어야 합니다.

위치가 정확해도 시점이 어긋나면 성립하지 않습니다. 공간 정밀도와는 별도의 능력입니다.

핵심 질문

변화하는 상태를 파악하고 그에 맞춰 동작을 제어할 수 있는가

E4접촉을 통한 상태 추정과 힘 제어

힘·토크·촉각 신호로 대상의 상태를 추정하고, 그 추정을 바탕으로 접촉력을 허용 구간 안에서 유지할 수 있어야 합니다.

비전으로 보이지 않는 영역이므로, 접촉 이전의 공간 정밀도로는 대신할 수 없는 별도의 능력입니다.

핵심 질문

접촉으로 대상의 상태를 읽고 그에 맞춰 힘을 제어할 수 있는가

E5단계 분해와 실패 복구

과제를 단계로 분해하고, 실패를 진단하고, 복구 경로로 분기할 수 있어야 합니다.

개별 동작의 정확도와 무관하게 필요한 능력입니다.

핵심 질문

과제를 단계로 분해하고 실패를 진단해 복구 경로로 분기할 수 있는가

다섯은 각각 다른 조건을 다룹니다. 하나의 Action이 여러 Regime을 동시에 요구할 수 있고, 그 조합이 곧 그 Action의 난이도 프로파일입니다.

Patterns

OSC Axes → Dexterity Regimes

병목을 해결하는 방법은 오브젝트와 환경에 따라 달라지므로 정답은 없습니다. 같은 기하학적 복잡도도 접촉 이전에 정밀하게 맞춰 풀 수 있고, 파지 구성을 바꾸거나 접촉으로 상태를 읽어 풀 수도 있습니다. 그럼에도 어떤 OSC 축이 해당할 때 주로 필요해지는 Dexterity Regime은 있습니다. 아래 5개 패턴이 그 연결을 보여 줍니다. 각 Skill에 표시된 Regime은 그 Skill의 병목에서 따로 판단한 것입니다.

PATTERN A
C_geomC_contactE1Grasp Diversity
실현 가능한 접촉 구성이 구조적으로 불충분할 때, 형성 가능한 파지의 범위가 성공을 결정합니다.
PATTERN B
C_geomE2Spatial Precision
허용 자세 영역이 극도로 좁을 때, 접촉 전 기하학적 정확도가 성공과 실패를 결정합니다.
PATTERN C
C_dynC_obsE3Temporal Precision
상태 변화가 센싱-추정-구동 지연 시간보다 빠를 때, 타이밍이 성공을 결정합니다.
PATTERN D
C_forceC_contactC_obsE4Contact Precision
임계 상태가 비전이 아닌 힘과 촉각 공간에 존재할 때, 힘 기반 응답이 성공을 결정합니다.
PATTERN E
C_deformC_obsE5Context Awareness
변형이 폐색 하에서 이력 의존적일 때, 분기와 복구 구조가 성공을 결정합니다.

Sensing

센서 및 데이터 전략

각 Dexterity Regime은 특정 센싱 요구사항과 데이터 수집 우선순위를 필요로 합니다.

Regime	주요 센서	데이터 우선순위	제어 전략
E1 Grasp Diversity	RGB-D 카메라, 촉각 어레이	형상 다양성, 파지 커버리지	파지 계획, 접촉 최적화
E2 Spatial Precision	고해상도 스테레오 카메라, 레이저 프로파일러	자세 정확도 그라운드 트루스	비주얼 서보잉, 순응 제어
E3 Temporal Precision	고속 카메라, IMU	타이밍 트레이스, 지연 프로파일링	예측 제어, 반응형 정책
E4 Contact Precision	힘·토크(F/T) 센서, 촉각 센서	힘 프로파일, 임피던스 로그	임피던스와 어드미턴스 제어
E5 Context Awareness	멀티모달 센서 융합	단계 어노테이션, 실패 분류 체계	계층적 태스크 계획