오픈 어휘 로봇 조작을 위한 다단계 가우시안 스플래팅 기반 편집 가능한 조작 시스템

Centrala begrepp

Splat-MOVER는 3D 장면 표현, 실시간 장면 편집, 그리고 어포던스 정렬 그래스 생성을 통해 다단계 오픈 어휘 로봇 조작을 가능하게 하는 모듈식 로봇 스택입니다.

Sammanfattning

Splat-MOVER는 세 가지 주요 모듈로 구성됩니다:

1. ASK-Splat: 3D 장면에 의미론적 및 그래스 어포던스 특징을 포함하는 가우시안 스플래팅 기반 표현. 이를 통해 기하학적, 의미론적, 그리고 어포던스 이해가 가능합니다.

2. SEE-Splat: 실시간 3D 의미론적 마스킹과 채우기를 사용하여 로봇 상호작용으로 인한 객체 움직임을 시각화하는 실시간 장면 편집 모듈. 이를 통해 진화하는 환경에 대한 "디지털 트윈"을 생성합니다.

3. Grasp-Splat: ASK-Splat와 SEE-Splat를 활용하여 오픈 월드 객체에 대한 어포던스 정렬 그래스 후보를 제안하는 그래스 생성 모듈.

이 세 모듈이 결합되어 자연어 설명을 입력받아 실행 가능한 동작 계획을 생성하는 Splat-MOVER를 구성합니다. 하드웨어 실험에서 Splat-MOVER는 최근 두 가지 기준 방법보다 우수한 성능을 보였으며, 특히 다단계 조작 작업에서 기존 방법이 불가능한 장면 편집 기능을 활용하여 뛰어난 결과를 달성했습니다.

Statistik

수프 냄비를 전기 버너로 옮기는 작업에서 Splat-MOVER의 성공률은 100%이며, 이는 LERF-TOGO의 40%보다 2.5배 높습니다.
칼을 도마 위에 놓는 작업에서 Splat-MOVER의 성공률은 85%이며, 이는 LERF-TOGO의 35%보다 2.4배 높습니다.
세척제를 쓰레기통에 넣는 작업에서 Splat-MOVER의 성공률은 90%이며, 이는 LERF-TOGO의 25%보다 3.6배 높습니다.
전동 드릴을 작업대 위에 놓는 작업에서 Splat-MOVER의 성공률은 95%이며, 이는 LERF-TOGO의 100%와 유사합니다.

Citat

"Splat-MOVER는 3D 장면 표현, 실시간 장면 편집, 그리고 어포던스 정렬 그래스 생성을 통해 다단계 오픈 어휘 로봇 조작을 가능하게 하는 모듈식 로봇 스택입니다."
"ASK-Splat는 3D 장면에 의미론적 및 그래스 어포던스 특징을 포함하는 가우시안 스플래팅 기반 표현을 제공합니다."
"SEE-Splat는 실시간 3D 의미론적 마스킹과 채우기를 사용하여 로봇 상호작용으로 인한 객체 움직임을 시각화하는 실시간 장면 편집 모듈입니다."
"Grasp-Splat는 ASK-Splat와 SEE-Splat를 활용하여 오픈 월드 객체에 대한 어포던스 정렬 그래스 후보를 제안하는 그래스 생성 모듈입니다."

Viktiga insikter från

Splat-MOVER: Multi-Stage, Open-Vocabulary Robotic Manipulation via Editable Gaussian Splatting

by Ola Shorinwa... på arxiv.org 09-30-2024

https://arxiv.org/pdf/2405.04378.pdf

Djupare frågor

Splat-MOVER의 장면 편집 기능을 활용하여 로봇이 예상치 못한 상황에 어떻게 대응할 수 있을까요?

Splat-MOVER의 SEE-Splat 모듈은 실시간 장면 편집 기능을 제공하여 로봇이 예상치 못한 상황에 효과적으로 대응할 수 있도록 합니다. 이 모듈은 로봇의 상호작용으로 인해 발생하는 장면의 변화를 반영하여 "디지털 트윈"을 생성합니다. 예를 들어, 로봇이 물체를 잡으려 할 때 물체가 미끄러지거나 떨어지는 경우, SEE-Splat은 센서 피드백을 통해 이러한 변화를 감지하고, 3D 장면 모델을 즉시 업데이트합니다. 이를 통해 로봇은 현재 환경의 정확한 상태를 반영한 정보를 바탕으로 다음 동작을 계획할 수 있습니다. 이러한 실시간 장면 편집 기능은 로봇이 동적이고 예측할 수 없는 환경에서의 작업을 수행하는 데 필수적이며, 로봇의 작업 성공률을 높이는 데 기여합니다.

Splat-MOVER의 어포던스 정보가 로봇의 그래스 계획에 어떤 방식으로 활용될 수 있을까요?

Splat-MOVER의 ASK-Splat 모듈은 어포던스 정보를 3D 장면에 통합하여 로봇의 그래스 계획에 중요한 역할을 합니다. 어포던스 정보는 특정 물체의 어떤 부분이 잡기 적합한지를 나타내며, 이는 로봇이 안정적인 그래스를 생성하는 데 필수적입니다. Grasp-Splat 모듈은 ASK-Splat에서 제공하는 어포던스 정보를 활용하여 후보 그래스를 생성하고, 이 후보 그래스의 품질을 어포던스 점수에 따라 재정렬합니다. 예를 들어, 로봇이 냄비를 잡으려 할 때, 어포던스 정보는 손잡이 부분이 가장 잡기 좋은 위치임을 알려줍니다. 이를 통해 로봇은 더 높은 성공률을 가진 그래스를 선택할 수 있으며, 이는 로봇의 조작 효율성을 크게 향상시킵니다.

Splat-MOVER의 접근 방식을 다른 로봇 조작 문제에 어떻게 확장할 수 있을까요?

Splat-MOVER의 접근 방식은 다양한 로봇 조작 문제에 확장될 수 있습니다. 예를 들어, ASK-Splat의 어포던스 및 의미 정보는 다양한 환경에서의 물체 조작, 예를 들어 물체의 조립, 분해 또는 정리 작업에 적용될 수 있습니다. 또한, SEE-Splat의 실시간 장면 편집 기능은 로봇이 복잡한 환경에서 작업할 때 발생할 수 있는 예기치 않은 상황에 대한 적응력을 높이는 데 기여할 수 있습니다. 이러한 기능은 물체가 이동하거나 장애물이 생기는 경우에도 로봇이 효과적으로 작업을 수행할 수 있도록 합니다. 마지막으로, Grasp-Splat의 그래스 생성 알고리즘은 다양한 형태와 크기의 물체에 대한 그래스 계획에 적용될 수 있으며, 이는 로봇이 다양한 작업을 수행하는 데 필요한 유연성을 제공합니다. 이러한 방식으로 Splat-MOVER의 기술은 다양한 로봇 조작 문제에 대한 솔루션으로 발전할 수 있습니다.