清华大学团队发表最新研究透明物体抓取领域取得新进展
据清华大学深圳国际研究生院消息报道，清华大学丁文伯副教授的智能感知与机器人(Smart Sensing and Robotics, SSR)课题组与合作者提出了一个基于视触融合的透明物体抓取框架，该框架模仿了人在低可见度情况下抓取物体的动作，并利用视触融合来实现透明物体的检测和抓取。透明物体在生活中十分常见，但需要使用机器人来识别并操作它却非常困难，如何解决复杂场景下的透明物体抓取问题已经成为了机器人领域公认的非常重要且具有挑战的课题。透明物体存在较少的纹理信息，所产生的纹理大都是由于光线折射、反射造成的，这就给透明物体的检测带来了很大的困难。其次透明物体表面光滑，即使抓取位置存在较小偏差，也可能导致抓取任务的失败。丁文伯副教授的课题组针对该问题设计了具有针对性的解决办法，该方法不仅具有极高的抓取成功率，还可以实现玻璃碎片、堆积、重叠、起伏、沙子和水下场景下的物体抓取。首先，团队提出了一个名为SimTrans12 K的多场景合成抓取数据集以及高斯掩模注释方法，基于TaTa抓手，团队提出了一种名为透明物体抓取卷积神经网络的抓取网络，用于抓取位置检测，该网络在合成和真实场景中都表现出良好的性能。受人类抓握的启发，团队设计了一种触觉校准方法和一种视觉与触觉融合分类方法，和直接抓取相比，抓握成功率提高了36.7%，分类准确率提高了39.1%。此外，该系统还增加了触觉高度传感模块和触觉位置探索模块，解决了在不规则和视觉上无法检测到的场景中抓取透明物体的问题，实验结果验证了该框架的有效性。目前，该成果以“利用视触融合解决复杂背景下的透明物体抓取问题”(Visual-Tactile Fusion for Transparent Object Grasping in Complex Backgrounds)为题，在《IEEE机器人汇刊》(IEEE Transactions on Robotics，TRO)上发表。清华大学深圳国际研究生院数据与信息研究院丁文伯副教授为论文的通讯作者，刘厚德研究员为共同通讯作者，清华大学深圳国际研究生院2023级博士研究生李寿杰、2021级硕士研究生于海鑫为论文的共同第一作者。论文作者还包括上海大学人工智能研究院副研究员叶林奇，清华大学博士后夏崇坤，清华大学深圳国际研究生院王学谦教授、张晓平教授。同时，该项目得到了国家自然科学基金、清华大学深圳国际研究生院鹏瑞青年教师启航计划、清华大学深圳国际研究生院交叉科研创新基金、广东省基础与应用基础研究基金、清华大学国强研究院等项目的资助。
