机器人抓取与操作概述(深蓝)——1

工业机器人：① “臂”的形态 ② “手”的形态 ③ 视觉，力和触觉

1 机器人的不同形态

“臂”的形态

“手”的形态

2 常见的操作任务

操作：插入、推和滑
抓取：两指（平行夹爪）抓取、灵巧手抓取


落地-产品化

（1）机械臂：① 工业自动化应用，相对场景比较确定和可控 ② 部分生活场景：任务相对比较清晰，如咖啡机器人、冰淇淋机器人
（2）移动机器人：① 清洁机器人 ② 配送机器人

挑战：（1）通用抓取与操作 （2）服务机器人
机器人应用的特点：

• Demo相对容易
• 长期稳定高质量服务有挑战
• 需求复杂且产品需求高度多样化
• 产品化挑战，商业化更挑战
• 开放场景Corner case多且不好处理

3 机器人运动规划控制方法

规划控制架构：任务规划（任务拆解）、路径规划、轨迹规划&优化

空间：构型空间、笛卡尔空间、C-space到笛卡尔的映射相对容易

路径规划：
（1）基于采样：RRT，PRM
（2）基于优化的方法
（3）后处理
（4）碰撞检测

① 基于采样的算法生成的path需要后处理平滑
② C-space(joint space)需要做速度规划，往往通过cubic spline等方法来实现，保证联系且满足一定的边界约束
③ 在C-space和笛卡尔space的变换，优化和碰撞检测需要处理

4 机器人传感器和视觉介绍

机器人学习方法介绍：通过学习的方法来解决机器人问题，特别是规划和控制问题
常见学习任务：

（1）运动学和规划器：

• 机器人运动学学习：学习机器人FK和IK模型，输出一般为关节角
• 通用规划学习-sampling-based planning：输出一般为采样点

（2）任务学习

• 静态场景-抓取：输出一般为抓取位姿
• 操作学习&policy学习（例如叠衣服）：输出一般为action
• 通用场景学习（语言指令+长时序任务）：输出action（中间一般有planning）

5 实践工具