力覚駆動の制約認識型物体中心強化学習によるフック分解
Force-Driven Hook Disassembly via Constraint-Aware Object-Centric Reinforcement Learning
接触力から抜き取り可能な方向をオンライン推定する制約認識型強化学習を提案し、粒子フィルタで時系列統合して実機のフック型分解タスクにゼロショット適用した。
著者: Nadeen Elhadad, Takuya Kiyokawa, Kensuke Harada
分類: cs.RO
原文アブストラクト
The growing volume of end-of-life products has intensified the need for automated disassembly, yet hook-type connections remain challengin: their orientations vary, they deform under load, and their geometry is hidden, so vision alone cannot identify a feasible non-destructive disassembly direction. This work proposes a constraint-aware reinforcement learning framework that infers feasible extraction directions online from contact forces. The policy is trained in a robot-agnostic, object-centric simulation on a simplified peg-in-hole pair and deployed zero-shot on a physical robot, where it transfers to real connections with unseen, multi-stage constraint structures. Because instantaneous contact forces are noisy and locally ambiguous, the policy is coupled with a particle filter belief that provides the policy with temporally integrated directional information and reduces redundant exploratory motion. The approach is validated on four real-world tasks, from peg-in-hole pairs to the inner propeller and front cover of an end-of-life air-conditioning unit. The full method achieves success rates of 100%, 100%, 90%, and 75% with the highest path efficiency on every task, and raises the success rate on the air-conditioning cover from 45% to 75% relative to a policy trained without the belief. These results indicate that force-driven reinforcement learning can enable disassembly without product-specific models or demonstrations.
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