Object State Complexity
OSC는 조작 Action이 어려운 이유를 6개의 독립 축으로 분해합니다. 각 축은 오브젝트의 상태를 다루기 어렵게 만드는 조건 하나를 나타냅니다.
예를 들어 같은 삽입도 ±2밀리미터 공차에서는 쉽지만 ±0.2밀리미터에서는 미해결 문제가 됩니다. 같은 따르기도 투명한 컵을 채울 때는 쉽지만, 안이 보이지 않는 용기에 정해진 양을 채울 때는 실패합니다. Action 이름만으로는 이런 차이가 보이지 않습니다. OSC는 이를 드러냅니다.
- 왜 실패하는가
- 예를 들어 성공률이 70퍼센트여도 실패의 원인은 알 수 없습니다.
- 언제 고급 Dexterity가 필요한가
- 동일한 작업이 오브젝트 기하학과 마찰과 폐색 여부에 따라 다른 능력을 요구합니다.
- 센서와 제어와 학습을 어떻게 설계하는가
- 작업 이름만으로는 공학적 설계 결정을 내릴 수 없습니다.
OSC Vector
OSC 벡터
DexBench의 모든 작업은 독립적인 난이도 원천을 포착하는 6차원 OSC 벡터로 특성화됩니다.
OSC =C_geom,C_force,C_contact,C_obs,C_deform,C_dyn
각 축은 작업마다 해당하는지를 따로 판단합니다. 하나의 작업이 어떤 축에는 해당하고 다른 축에는 해당하지 않을 수 있으며, 이를 통해 해당 작업이 시험하는 능력을 파악할 수 있습니다.
Axes
6개의 축
C_geom기하학적 복잡도Geometric
유효한 자세와 접촉 구성의 범위가 좁은 작업인가
형상 복잡도, 공차 요구사항, 정렬 민감도를 다룹니다. 기하학적 복잡도에 해당한다는 것은 오브젝트의 형상, 대칭성, 또는 공차 요구가 성공적인 조작을 위한 유효 구성의 공간을 제약한다는 의미입니다.
C_force힘 제어 복잡도Force
실패를 막으려면 힘과 토크를 정밀하게 조절해야 하는 작업인가
성공 또는 실패가 힘과 토크 임계값에 의존하는 작업이 이 축에 해당합니다. 해당 작업은 불충분한 힘으로 인한 작업 실패와 과도한 힘으로 인한 오브젝트 손상 사이의 여유가 좁습니다.
C_contact접촉 모드 복잡도Contact
여러 접촉 상태를 거치며 접촉이 자주 바뀌는 작업인가
접촉 지점, 접촉 면, 마찰 상태의 다양성과 모드 전환 빈도로 판단합니다. 여러 단계의 순차적 접촉 재구성을 요구하는 작업이 이 축에 해당합니다.
C_obs관측 불완전성Observation
작업에 핵심적인 상태가 센서에 보이지 않는 작업인가
폐색, 내부 접촉 상태, 모션 블러, 그리고 센서가 제어에 필요한 정보를 직접 관측할 수 없는 경우를 다룹니다. 관측 불완전성에 해당하면 추론과 메모리와 촉각 피드백에 의존하게 됩니다.
C_deform변형체 복잡도Deformation
형상이 많은 자유도를 가지며 구성이 이력에 의존하는 오브젝트인가
천, 필름, 케이블 및 기타 변형 가능한 오브젝트에서 마주치는 고차원 변형 상태를 다룹니다. 변형은 상태 공간을 크게 넓히고 이력 의존성을 더하며, 강체 가정으로는 다룰 수 없는 재료 물성 불확실성도 더합니다.
C_dyn동역학·시간 복잡도Dynamic
관련 상태가 빠르게 변하며 타이밍이 성공을 좌우하는 작업인가
상태 변화 속도, 충격이나 놓기 같은 불연속 이벤트의 존재, 그리고 제어 지연이 성공 또는 실패를 직접 결정하는지로 판단합니다. 움직이는 오브젝트와 따르기와 받기 작업은 모두 이 축에 해당합니다.
Key Principle
오차에 대한 민감도
모든 축이 모든 작업에 해당하는 것은 아닙니다. 주어진 작업에 해당하는 OSC 축이 해당 작업의 주요 난이도 프로파일을 정의하고, 연결되는 Dexterity Regime을 정합니다. 예를 들어 정밀 삽입 작업은 C_geom과 C_force에는 해당하지만 C_deform과 C_dyn에는 해당하지 않을 수 있으며, 이는 기하학적 정밀도와 힘 제어가 주요 과제이고 변형과 타이밍은 해당하지 않음을 나타냅니다.
이 민감도 프로파일은 각 작업 클래스에 대한 하드웨어 선정과 센서 전략과 제어 아키텍처 선택에 참고가 됩니다.