๐In-Hand Physics Priors ๋ฆฌ๋ทฐ
Code: ๊ณต๊ฐ๋ ์ ์ฅ์ ์์ (2026-07 ๊ธฐ์ค)
์ ์: Yifei Chen*, Shihan Lu*, Ed Colgate, Kevin Lynch (*equal contribution)
Center for Robotics and Biosystems, Northwestern University ยท arXiv preprint (cs.RO), 2026
- ๐ก ์ ์์์ ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ๊ณ์ ๊ตด๋ ค ๋๋ฆฌ๋(in-hand rolling) ๋ฌธ์ ๋ฅผ โ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์ ์ฑ ํ์ตโ์ผ๋ก ๋์ง ๋ง๊ณ , ๊ณ ์ grasp ํด์์์ ์จ ์ ์ญ physics prior(grasp-quality)์ ์ ์ด ๊ธฐํ์์ ์จ ๊ตญ์ physics prior(fingertip ๊ณก๋ฅ )๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ๋ณด์๊ณผ ํ๋์จ์ด์ ์ฌ์ด ๋ฃ์๋ ์ ์.
- โ๏ธ grasp map \mathbf{G}์ Gramian \mathbf{M}=\mathbf{G}\mathbf{G}^\top์ ์ต์ ๊ณ ์ณ๊ฐ \lambda_{\min}(\mathbf{M})์ dense reward shaping ํญ์ผ๋ก ์ฐ๊ณ (์ ์ด ์์น๋ง ์์ผ๋ฉด ๊ณ์ฐ ๊ฐ๋ฅ โ ๋ฐฐํฌ ์ ํ ์ผ์ ๋ถํ์), Montana ์ ์ด ์ด๋ํ์ด ์์ธกํ๋ ์ด๋ฐฉ์ฑ(anisotropic) ๊ณก๋ฅ ์ ์ค๋ฆฌ์ฝ fingertip ํ์(cylinder-aligned, R=40\,\mathrm{mm})์ผ๋ก ๊ตฌํํด ๊ณผ์ ์ถ rolling์ ์ด๋ฆฌ๊ณ off-axis drift๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ฃฝ์ธ๋ค.
- ๐ฏ proprioception๋ง ์ฐ๋ ์ ์ฑ ์ผ๋ก Allegro V4 ์ค๊ธฐ์์ palm tilt 0ยฐ/45ยฐ/90ยฐ/180ยฐ ยท ๋ฌผ์ฒด 3์ข ํ๊ท ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ด 24% โ 83%(TTT 16.6 โ 31.1 s), ์๋ฎฌ์์๋ 18.2% โ 71.0%๋ก ์ฌ๋๊ณ , ์ ์ฑ ์ ๊ณ ์ ํ๊ณ fingertip๋ง ๊ฐ์ ๋ผ์ด ํต์ ์คํ์์๋ aligned tip์ด 2.57ํด/SR 99% vs ๋๋จธ์ง 1.3~1.6ํด/SR 40~48%๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ๋ค.
๐ Ping Review
๐ Ping โ A light tap on the surface. Get the gist in seconds.
์ ์์์ ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ๊ณ์ ๋๋ฆฌ๋(in-hand rotation) ๋ฌธ์ ๋ ๊ฐํํ์ต์ผ๋ก ๊ฝค ๋ง์ด ํ๋ ค ์๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ๊ธฐ์กด ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์๋น์๋ โ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ์ํ๋ ์ถ์ผ๋ก ๋๋ ค๋ผโ๋ผ๋ ๊ณผ์ ๋ณด์๊ณผ ๋๊ท๋ชจ ๋๋ฉ์ธ ๋๋คํ๋ง ์ฃผ๊ณ , ์ข์ grasp์ ์ ์งํ๋ ์ผ์ ์ ์ฑ ์ด ์์์ ๋ฐฐ์ฐ๊ธฐ๋ฅผ ๊ธฐ๋ํ๋ค. ์ ์๋ค์ ๋ฌธ์ ์ ๊ธฐ๋ ์ฌ๊ธฐ๋ค โ ์๊ฐ๋ฝ gaiting ๋์ค ์ ์ด ๋ฐฐ์น๊ฐ ํดํ(degenerate)ํ๋ฉด ํน์ ๋ ์น ๋ฐฉํฅ์ ๋ํ ์ ํญ๋ ฅ์ด ๋ถ๊ดดํ๋๋ฐ, ๊ทธ ์ฌ์ค์ ๊ณ ์ grasp ํด์์ด ์ด๋ฏธ ์๊ณ ์๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ด๊ณ , ๊ตณ์ด ์ ์ฑ ์ด ์ฒ์๋ถํฐ ์ฌ๋ฐ๊ฒฌํ ํ์๊ฐ ์๋ค๋ ๊ฒ์ด๋ค.
์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ๋ ๊ฐ์ physics prior๋ฅผ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ธต์ ์ฌ๋๋ค. ์ ์ญ(global) prior๋ grasp map์ผ๋ก๋ถํฐ ์ป์ grasp-quality \lambda_{\min}(\mathbf{G}\mathbf{G}^\top)๋ก, ํ์ต์ dense shaping ๋ณด์์ด ๋๋ค. ๊ตญ์(local) prior๋ fingertip๊ณผ ๋ฌผ์ฒด์ ์๋ ๊ณก๋ฅ ์ด ๊ฒฐ์ ํ๋ rolling mobility๋ก, ํ์ต์ด ์๋๋ผ ์๋ ๋ชจ์(ํ๋์จ์ด)์ผ๋ก ๊ตฌํ๋๋ค. ์ฆ ํ๋๋ ์ํํธ์จ์ด inductive bias, ํ๋๋ ๊ธฐ๊ณ์ inductive bias๋ค. ๊ฒ๋ค๊ฐ ๋ฐฐํฌ ์ ์ ์ฑ ์ proprioception๋ง ๋ณธ๋ค โ ์ด๊ฐ๋, ๋น์ ๋, ๋ฌผ์ฒด ์ํ ์ถ์ ๋ ์ฐ์ง ์๊ณ , ์ฌ์ง์ด ํ์ด ์๋ฐ๋ฅ์ ์ด๋ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๋๋ ค๋จ๋์ง์กฐ์ฐจ ๊ด์ธกํ์ง ์๋๋ค.

๊ฐ์(Fig. 1). (a) ๊ณผ์ ์ค์ โ ์ ํ๋ ์ \mathcal{F}_h์ ๊ณ ์ ๋ ์ถ \hat{\mathbf{a}} ๋๋ ๋ก ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ๊ณ์ ํ์ . (b) ๋ physics prior โ ์์ชฝ์ ์ ์ด ๋ถํฌ๋ฅผ ๋ค๋ฃจ๋ grasp-quality prior, ์๋์ชฝ์ fingertipโ๋ฌผ์ฒด ์๋ ๊ณก๋ฅ ์ ๋ค๋ฃจ๋ contact-geometry prior.
ํต์ฌ ๋ฐฉ๋ฒ๋ก :
K๊ฐ์ ์๊ฐ๋ฝโ๋ฌผ์ฒด ์ ์ด์ด ๋ฌผ์ฒด ์ง๋์ค์ฌ ๊ธฐ์ค ์์น \mathbf{r}_i์์ ํ \mathbf{f}_i๋ฅผ ๋ธ๋ค๊ณ ํ๋ฉด, ๋ฌผ์ฒด์ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ 6-D ๋ ์น๋ grasp map \mathbf{G}๋ก ์ฐ์ธ๋ค.
\mathbf{w}=\begin{bmatrix}\mathbf{f}_{\mathrm{obj}}\\ \boldsymbol{\tau}_{\mathrm{obj}}\end{bmatrix} =\sum_{i=1}^{K}\begin{bmatrix}\mathbf{I}_3\\ [\mathbf{r}_i]_\times\end{bmatrix}\mathbf{f}_i=\mathbf{G}\mathbf{f}, \qquad \mathbf{G}\in\mathbb{R}^{6\times 3K}.
๋จ์ ์ ์ด๋ ฅ ๊ฐ์ ํ์ \mathbf{G}๋ ์ ์ด๋ ฅ ๊ณต๊ฐ์ ๋จ์๊ตฌ๋ฅผ ๋ ์น ๊ณต๊ฐ์ ํ์์ฒด๋ก ๋ณด๋ด๊ณ , ๊ทธ ํ์์ฒด์ ์ฃผ์ถ์ Gramian \mathbf{M}=\mathbf{G}\mathbf{G}^\top\in\mathbb{R}^{6\times6}์ ๊ณ ์ ๊ตฌ์กฐ๋ก ๊ฒฐ์ ๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ grasp-quality ์งํ๋ ๊ฐ์ฅ ์ฝํ ๋ฐฉํฅ์ ๋ ์น ์์ฑ ๋ฅ๋ ฅ์ด๋ค.
q_{\mathrm{grasp}}=\lambda_{\min}(\mathbf{M}).
์ด๊ฒ์ ์ ํ๋ ์์์ ๋งค ์คํ ๊ณ์ฐํด dense shaping ํญ์ผ๋ก ๋ฃ๋๋ค (\psi๋ ์ ๊ณ ๋จ์กฐ ํจ์, EMA ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ ์ค์ผ์ผ๋ง + ํด๋ฆฝ).
r_{\mathrm{gq}}(t)=\beta_{\mathrm{gq}}\,\psi\bigl(\lambda_{\min}(\mathbf{M}_h(t))\bigr).
๊ตญ์ prior๋ Montana ์ ์ด ์ด๋ํ์์ ๋์จ๋ค. ์ฃผ๊ณก๋ฅ ๋ฐฉํฅ์ด ์ ๋ ฌ๋์ด ์๊ณ ์์ rolling์ด๋ผ๊ณ ๊ฐ์ ํ๋ฉด fingertip ์ ์ด์ ์๋๋
\dot{\mathbf{u}}_f=(K_o+K_f)^{-1}\begin{bmatrix}-\omega_y\\ \omega_x\end{bmatrix}
๋ก, ์๋ ๊ณก๋ฅ K=K_o+K_f๊ฐ rolling mobility๋ฅผ ์ง๋ฐฐํ๋ค. ์๊ธฐ๋ฅ ๋ฌผ์ฒด๋ K_o=\mathrm{diag}(\kappa_o,0)์ด๋ฏ๋ก, fingertip์ K_f^{\mathrm{aligned}}=\mathrm{diag}(\kappa_f,0) (๊ณผ์ ์ถ X_c ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก๋ง ๊ณก๋ฅ )๋ก ๋ง๋ค๋ฉด ๊ณผ์ ๋ฐฉํฅ mobility๋ ํฌ๊ฒ, off-axis(Y_c) mobility๋ 0์ด ๋๋ค. ์ด ์ด๋ฐฉ์ฑ์ ์ค๋ฆฌ์ฝ ์บ์คํ fingertip์ผ๋ก ์ค์ ์ ์ํด Allegro Hand์ ๋ผ์ด๋ค.
์ฃผ์ ๊ฒฐ๊ณผ: (์ค๊ธฐ Table 1ยท2, ์๋ฎฌ Fig. 11)
- ๊ธฐ๋ณธ fingertip์์ GQ ๋ณด์ ์ถ๊ฐ: ํ๊ท SR 24% โ 56%, TTT 16.6 โ 22.7 s, Rot 0.78 โ 1.25ํด
- aligned fingertip์์ GQ ๋ณด์ ์ถ๊ฐ: SR 64% โ 83%, TTT 26.1 โ 31.1 s, Rot 1.06 โ 1.27ํด (ํนํ 90ยฐ tilt์์ 48% โ 81%)
- ๋ prior๋ฅผ ๋ชจ๋ ์ผ ์กฐํฉ์ด ์ ์งํ ์ต๊ณ โ vanilla/default ๋๋น SR 24% โ 83%
- ์๋ฎฌ(200 ์ํผ์๋/์กฐ๊ฑด, bootstrap 95% CI): SR 18.2%(baseline) โ 40.8%(GQ๋ง) / 38.8%(aligned๋ง) โ 71.0%(๋ ๋ค), ์ต๋ ๋์ ํ์ 3.95 โ 7.33 rad
- fingertip 4์ข ๋น๊ต(GQ ๋ณด์ ๊ณ ์ ): aligned ํ๊ท SR 83% > spherical 53% > flat 49% > orthogonal 43%
- ๊ธฐ๋ณธ fingertip์ผ๋ก ํ์ตํ ์ ์ฑ ์ ๊ทธ๋๋ก ๋๊ณ ์๋๋ง ๊ต์ฒด(180ยฐ tilt): aligned 2.57ํดยทSR 99% vs flat 1.62ํดยท48%, spherical 1.34ํดยท44%, orth 1.30ํดยท40%
๊ฒฐ๋ก :
โ๋ฌผ๋ฆฌ๋ฅผ ๋ณด์์ ๋ฃ๋๋คโ์ โ๋ฌผ๋ฆฌ๋ฅผ ํ์์ ๋ฃ๋๋คโ๋ฅผ ํ ์์คํ ์์ ๊ฐ์ด ๋ฐ์ด๋ถ์ธ ์ ์ด ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์๊น์ด๋ค. ํนํ ์ ์ฑ ์ ๊ณ ์ ํ ์ฑ ์๋๋ง ๊ฐ์ ๋ผ์๋ ์ฑ๋ฅ์ด ๊ฐ๋ฆฐ๋ค๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋, ํ๋์จ์ด prior๊ฐ ๋จ์ํ โ์ ์ฑ ์ด ๊ทธ ์๋์ ๋ง์ถฐ ๊ณต์งํํ ๊ฒฐ๊ณผโ๊ฐ ์๋๋ผ ๋ ๋ฆฝ์ ์ผ๋ก ์๋ํ๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ ์ฝ์์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ๋์ ๋ prior ๋ชจ๋ ์๊ธฐ๋ฅํ ๋ฌผ์ฒด์ ์ ํ๋ ์์ ๊ณ ์ ๋ ๋จ์ผ ํ์ ์ถ์ด๋ผ๋ ์ข์ ์ค์ ์ ๋ง์ถฐ์ ธ ์๊ณ , ์ธ๋ถ ๊ต๋์ ๋ํ ์ ๋ ํ๊ฐ์ sim-to-real ๊ธฐ์ฌ๋ ๋ถํด๋ ์ ์๋ค ์ค์ค๋ก ๋จ๊ฒจ๋ ์์ ๋ค.
๐ Ring Review
๐ Ring โ An idea that echoes. Grasp the core and its value.
ํ ์ค๋ก ์์ํ๋ฉด
์ด ๋ ผ๋ฌธ์ in-hand rotation์ โ์ ์ฑ ์ด ์์์ ๋ฐฐ์ฐ๋ ๋ฌธ์ โ์์ โ๋ฌผ๋ฆฌ๊ฐ ์ด๋ฏธ ๋งํด ์ฃผ๋ ๋ ๊ฐ์ง๋ฅผ ๋ฏธ๋ฆฌ ์ฌ์ด ์ฃผ๊ณ , ๋๋จธ์ง๋ง ๋ฐฐ์ฐ๊ฒ ํ๋ ๋ฌธ์ โ๋ก ์ฌ์ ์ํ๋ค. ์ฌ๋ ์์น๊ฐ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๊ฒ ํต์ฌ์ด๋ค โ ์ ์ด ๋ฐฐ์น์ ๊ดํ ์ ์ญ ๋ฌผ๋ฆฌ๋ ๋ณด์ ํจ์์, ์ ์ด ๊ธฐํ์ ๊ดํ ๊ตญ์ ๋ฌผ๋ฆฌ๋ ์๋ ๋ชจ์์ ๋ค์ด๊ฐ๋ค. ๋ณด์์ ์ ์ฑ ์ด ๋ฌด์์ ์ ํธํ ์ง๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๊ณ , ํ์์ ์ ์ด์ ๋ฌด์์ด ๊ฐ๋ฅํ์ง๋ฅผ ๋ฐ๊พผ๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ทธ ๋๊ฐ๋ก, ์ด๊ฐยท๋น์ ์์ด ๊ด์ ๊ฐ๋ ์ด๋ ฅ๋ง ๋ณด๋ ์ ์ฑ ์ด ์๋ฐ๋ฅ์ ์๋๋ก ๋ค์ง์ ์ํ์์๋ ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ๊ณ์ ๋๋ฆฐ๋ค.
๋ฐฐ๊ฒฝ: ์ in-hand rotation์ด ์ด๋ ค์ด๊ฐ
๊ณผ์ ๋ ์ ํ๋ ์ \mathcal{F}_h์ ๊ณ ์ ๋ ์ถ \hat{\mathbf{a}} ๋๋ ๋ก ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ์ฐ์ ํ์ ์ํค๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ถ์ ์ ํ๋ ์์ ์ ์ํ๋ ์ ํ์ ์ฌ์ํด ๋ณด์ด์ง๋ง ์ค์ํ๋ค โ ํ์ด ์๋ฐ๋ฅ์ ์ด๋ป๊ฒ ๋๋ฆฌ๋ โ์ ๊ธฐ์ค ํ์ ๋ชฉํโ๋ ๊ทธ๋๋ก์ด๊ณ , ๋ฐ๋๋ ๊ฒ์ ์ ๊ธฐ์ค ์ค๋ ฅ ๋ฐฉํฅ๋ฟ์ด๋ค. ์ฆ palm orientation์ด ๊ทธ๋๋ก ๊ต๋(disturbance) ํ๋ผ๋ฏธํฐ๊ฐ ๋๋ค.
๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ์ ์ด๋ ค์์ ์ธ ๊ฐ๋๋ก ๋๋๋ค.
- ํด์์ (analytical) ์ ๊ทผ์ ์ ์ด ์ญํยท๊ธฐ๊ตฌํยท๊ถค์ ์ต์ ํ๋ก ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ํ๋นํ ์๊ฐ๋ฝ ์ด๋์ ๋ง๋ค์ง๋ง, ์ ํํ ์์คํ ๋์ ๊ณผ ์ ์ด ๋ชจ๋ธ๋ง์ ์์กดํด ์ค์ธ๊ณ ๋ถํ์ค์ฑ์ ์ทจ์ฝํ๊ณ ๊ณ ์์ ๋ ์์ผ๋ก ํ์ฅํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค.
- ํ์ต ๊ธฐ๋ฐ ์ ๊ทผ์ ์ํธ์์ฉ์ผ๋ก gaiting์ ์ตํ์ง๋ง, ์ ์ด ์ ์ด(contact transition)๋ฅผ ๋ค๋ฃจ๊ธฐ ์ด๋ ต๊ณ ๋ฐฉ๋ํ ํ์ต์ ์๊ตฌํ๋ค. ๋ฌด์๋ณด๋ค ์ ์๋ค์ ์ง์ ๋๋ก โ์ง์ ์กฐ์์ ์ํ well-conditioned grasp ์ ์งโ๋ฅผ ๋ช ์์ ์ผ๋ก ์ฐ์ ์ํ์ง ์๋๋ค.
- ๊ธฐ๊ณ ์ค๊ณ(mechanical design) ์ ๊ทผ์ ์ปดํ๋ผ์ด์ธ์คยท์ธ๋์ก์ถ์์ด์ ยท์์ฌยทํํ๋ก ๋ถํ์ค์ฑ์ ์๋์ ์ผ๋ก ํก์ํ์ง๋ง, ๋๋ถ๋ถ ์ฌ์ ์ ์๋ gaiting์ด๋ ๋จ์ ์ ์ด๊ธฐ์ ํจ๊ป ํ๊ฐ๋์ด ํ๋ ํ์ต ์ ์ฑ ๊ณผ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐํฉ๋ ์ฌ๋ก๊ฐ ๋๋ฌผ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ์ผ์ฑ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๊ฒน์น๋ค. ์ด๊ฐ ์ผ์๊ฐ ๋๊ณ ์์ง๋ง ์๊ฐ ๋์ญํญยท์ํ๋ง ๋ ์ดํธ ํ๊ณ ํ์ ๊ธ๊ฒฉํ ๊ต๋์ ๋ํ ๋น ๋ฅธ ํ๋ ์กฐ์ ์ด ์ด๋ ต๋ค๋ ์ ์ ์ ์๋ค์ ์ง๋๋ค(Tactile Genesis ๋ฆฌ๋ทฐ๊ฐ ๋ค๋ฃฌ โ์ ์ฑ ์ ์ด๋ค ์ด๊ฐ ์ถ์์ ํ์๋ก ํ๋๊ฐโ๋ผ๋ ์ง๋ฌธ๊ณผ ์ ๋ฐ๋ ๋ฐฉํฅ์ ์ ํ์ด๋ค โ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ด๊ฐ์ ์์ ๋นผ๊ณ ํ์์ผ๋ก ๋์ฒดํ๋ค). ๋ํ ์ ํ ์ฐ๊ตฌ ๋๋ถ๋ถ์ด ์๋ฐ๋ฅ์ด ์๋ฅผ ํฅํ ๋จ์ ์์ธ์์ ํ๊ฐ๋์ด, ์์ ์ ์์ธยท์ค๋ ฅ ์กฐ๊ฑด์ ๋ํ ๊ฐ๊ฑด์ฑ์ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ ํ๊ตฌ๋๋ค.
๋ฐฉ๋ฒ 1: ์ ์ญ grasp-quality prior
grasp map์์ ์งํ๋ก
์ ์ด i์ ์์น \mathbf{r}_i\in\mathbb{R}^3(๋ฌผ์ฒด ์ง๋์ค์ฌ ๊ธฐ์ค)์ ํ \mathbf{f}_i\in\mathbb{R}^3์ ๋ํด, ์ ์ฒด ์ ์ด์ด ๋ง๋๋ ๋ฌผ์ฒด ๋ ์น๋
\mathbf{w}=\sum_{i=1}^{K}\begin{bmatrix}\mathbf{I}_3\\ [\mathbf{r}_i]_\times\end{bmatrix}\mathbf{f}_i=\mathbf{G}\mathbf{f}, \qquad \mathbf{G}=\begin{bmatrix}\mathbf{I}_3&\cdots&\mathbf{I}_3\\ [\mathbf{r}_1]_\times&\cdots&[\mathbf{r}_K]_\times\end{bmatrix}\in\mathbb{R}^{6\times3K}
์ด๊ณ , [\mathbf{r}_i]_\times\mathbf{f}_i=\mathbf{r}_i\times\mathbf{f}_i์ธ skew-symmetric ํ๋ ฌ์ด๋ค. \mathbf{G}๋ ์ ์ด๋ ฅ ๊ณต๊ฐ์ ๋จ์๊ตฌ๋ฅผ ๋ ์น ๊ณต๊ฐ์ ํ์์ฒด๋ก ์ฌ์ํ๋ฉฐ, ๊ทธ ํ์์ฒด๋ Gramian
\mathbf{M}=\mathbf{G}\mathbf{G}^\top\in\mathbb{R}^{6\times6}
์ ๊ณ ์ณ๊ฐยท๊ณ ์ ๋ฒกํฐ๋ก ๊ท์ ๋๋ค. ์งํ๋ ๊ทธ ์ค ์ต์ ์ ์ถ์ด๋ค.
q_{\mathrm{grasp}}=\lambda_{\min}(\mathbf{M}).
์ ์๋ค์ ์ด๊ฒ์ด force closure ํด์์ฒ๋ผ ๋ง์ฐฐ์ฝยท์ ์ด ๋ฒ์ ยท๊ฐ๋ฅ ๋ ์น์ฝ์ ๊ณ ๋ คํ์ง๋ ์์ง๋ง, โ\lambda_{\min}์ด ์์ ์ ์ด ๋ฐฐ์น๋ ํน์ ๋ ์น ๋ฐฉํฅ์ ๊ต๋์ ์ทจ์ฝํ๋คโ๋ ๋์ผํ ์ง๊ด์ ์ก์๋ด๋ ๋๋ฆฌ ์งํ(proxy)๋ผ๊ณ ๋ช ์ํ๋ค. ๋ถ๋ก B.1์ \lambda_{\min}(\mathbf{M})์ ์ ๊ณฑ๊ทผ์ ๋ฐ์ง๋ฆ์ผ๋ก ํ๋ ๋ด์ ๊ตฌ๋ฅผ โgrasp์ด ์ด๋ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก๋ ๋ฑ๋ฐฉ์ ์ผ๋ก ๋ฒํธ ์ ์๋ ์ต๋ ๋ ์น ํฌ๊ธฐโ๋ก ํด์ํ๋ฉฐ, ์ด๋ฅผ FerrariโCanny์ ๋ด์ ๊ตฌ(enclosed-ball) ์งํ์ ์ด์ฐจํ์ ์ ์ฌ๋ฌผ๋ก ์๋ฆฌ๋งค๊นํ๋ค.

์ ์ญ grasp quality์ ์๊ฐํ(Fig. 2). ์๊ธฐ๋ฅ(R=40\,\mathrm{mm}, H=80\,\mathrm{mm})์ ๋ํ Allegro Hand ์ธ ๋ฐฐ์น. ์์ค์ 3-D ๋ชจ๋ฉํธ ๋ถ๋ถ๊ณต๊ฐ (\tau_x,\tau_y,\tau_z)์ ๋ ์น ํ์์ฒด์ ์ ์ด ๋ฐฐ์น, ์๋ซ์ค์ \mathbf{M}์ ์ ์ฒด ๊ณ ์ณ๊ฐ ์คํํธ๋ผ(์ผ์ชฝ 3๊ฐ = force block, ์ค๋ฅธ์ชฝ 3๊ฐ = moment block). (a) ์์ง๊ฐ ๋จ์ด์ง 3์ ์ด \lambda_{\min}=5.80\times10^{-4} โ (b) ์ข๊ฒ ๋ชฐ๋ฆฐ 4์ ์ด 1.68\times10^{-3} โ (c) ~90ยฐ์ฉ ๋ฒ์ด์ง 4์ ์ด 3.07\times10^{-3} ์ผ๋ก ์ด 5.3๋ฐฐ ์ฆ๊ฐ.
Fig. 2๊ฐ ์ด ์งํ์ ์ฑ๊ฒฉ์ ๊ทธ๋๋ก ๋๋ฌ๋ธ๋ค. ์ธ ๋ฐฐ์น ์ฌ์ด 5.3๋ฐฐ ๋ณํ ์ค ๊ฐ์ฅ ํฐ ๋์ฐจ๋ 4์ ์ด โ 3์ ์ด ์ ์ด(์์ง ์ดํ)์์ ๋์ค๊ณ , 4์ ์ด ์์์์ ๊ธฐํ ์ฌ๋ฐฐ์น๊ฐ ๋ง๋๋ ๋ณํ๋ ๊ทธ๋ณด๋ค ์๋ค. ๋ ์คํํธ๋ผ์ด force block๊ณผ moment block์ผ๋ก ๊ฐ๋ฆฌ๋๋ฐ, ์ ์ด ๊ธฐํ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ด๋ ์ชฝ์ moment block์ด๊ณ \lambda_{\min}์ ๊ฑฐ๊ธฐ์ ๋์จ๋ค.
๋ณด์์ผ๋ก ๋ฃ๊ธฐ
ํ์ต ์ค์๋ ๋งค ์คํ ๋ค fingertip์ ์ ์ด ์์น๋ฅผ ๋ฌผ์ฒด ์ค์ฌ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๋ชจ์ ์ ํ๋ ์์์ \mathbf{G}_h(t)๋ฅผ ๋ง๋ค๊ณ \mathbf{M}_h(t)=\mathbf{G}_h(t)\mathbf{G}_h(t)^\top๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋ค. shaping ํญ์
r_{\mathrm{gq}}(t)=\beta_{\mathrm{gq}}\,\psi\bigl(\lambda_{\min}(\mathbf{M}_h(t))\bigr),
\psi(\lambda)=\mathrm{clip}\Bigl(s_t\,(\lambda-\epsilon),\,-r_{\max},\,r_{\max}\Bigr), \qquad s_t=\mathrm{clip}\!\left(\frac{m^\star}{10^{-6}+\bar m_t},\,0.1,\,20\right),
\bar m_t=\beta_{\mathrm{EMA}}\bar m_{t-1}+(1-\beta_{\mathrm{EMA}})\bigl|\lambda_{\min}(\mathbf{M}_h(t))-\epsilon\bigr|
(\epsilon=10^{-4}, r_{\max}=0.5, m^\star=0.1, \beta_{\mathrm{EMA}}=0.97). \epsilon์ โ์ต์ํ ์ด ์ ๋๋ ์กฐ๊ฑด์ด ์ข์์ผ ํ๋คโ๋ ๋ง์ง์ด๊ณ , r_{\max}๋ ํ์ ์งํ์ ํฌ์ํ๋ฉด์๊น์ง grasp quality๋ฅผ ๊ณผ์ต์ ํํ์ง ์๋๋ก ์ํ์ ๊ฑด๋ค. s_t๋ ์ต๊ทผ ๊ฐ๋ค์ EMA๋ก ํญ์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๊ณผ์ ๋ณด์๊ณผ ๋น์ทํ ์ค์ผ์ผ์ ๋ง์ถฐ ์ค๋ค.
์ค๊ณ์ ๋ ๊ฐ์ง ์ค์ฉ์ ์ฅ์ ์ด ๋ฐ๋ผ์จ๋ค. ์ฒซ์งธ, \mathbf{G}_h๊ฐ ์ ํ๋ ์์์ ํํ๋๋ฏ๋ก r_{\mathrm{gq}}๋ ์ ์ญ palm pose์ ๋ถ๋ณ์ด๋ค. ๋์งธ, ์ ์ด ์์น์๋ง ์์กดํ๋ฏ๋ก ๋ฐฐํฌ ์ ํ ์ผ์ฑ์ด ์ ํ ํ์ ์๋ค(์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ์์๋ง ๊ณ์ฐ๋๋ ํ์ต ์ ํธ๋ค).
์ ์ฒด ๋ณด์์ ์ธ ํญ์ ํฉ์ด๋ค.
r(t)=r_{\mathrm{task}}(t)+r_{\mathrm{gq}}(t)+r_{\mathrm{reg}}(t).
๊ณผ์ ํญ์ ๋ชฉํ์ถ ์ฑ๋ถ๋ง ๋ณด์ํ๊ณ off-axis ํ์ ์ ๋ฒํ๋ค.
r_{\mathrm{task}}(t)=\alpha_\parallel\bigl[\max(0,\boldsymbol{\omega}_\parallel^\top\hat{\mathbf{n}}_{\mathrm{target}})\bigr]^2-\alpha_\perp\lVert\boldsymbol{\omega}_\perp\rVert^2,
์ ๊ทํ ํญ์ ๋ฌผ์ฒด ๋ณ์ง ์๋, ์บ์๋ ์ด๊ธฐ ์ ์์ธ๋ก๋ถํฐ์ ์ดํ, ๊ด์ ํ ํฌ, ์๊ฐ ๊ธฐ๊ณ์ ์ผ W(t)๋ฅผ ๋ฒํ๋ค.
r_{\mathrm{reg}}(t)=-\lambda_{\mathrm{vel}}\lVert\mathbf{v}_{\mathrm{obj}}\rVert^2-\lambda_{\mathrm{pose}}\lVert\mathbf{q}_{\mathrm{hand}}-\mathbf{q}_{\mathrm{hand}}^{\mathrm{cache}}\rVert^2-\lambda_\tau\lVert\boldsymbol{\tau}\rVert^2-\lambda_W W(t).
์ ์๋ค์ ์ด ์ ์ค r_{\mathrm{gq}}๋ง์ด ยง2 ์๋ฏธ์ physics-derived ํญ์ด๋ผ๊ณ ๋ชป ๋ฐ๋๋ค.
๋ฐฉ๋ฒ 2: ๊ตญ์ contact-geometry prior
์๋ ๊ณก๋ฅ ์ด rolling mobility๋ฅผ ์ ํ๋ค
๊ฐ fingertipโ๋ฌผ์ฒด ์ ์ด์ ๊ตญ์ ํ๋ ์ \mathcal{F}_c=\{X_c,Y_c,Z_c\}๋ฅผ ๋๋ค. Z_c๋ ๋ฌผ์ฒด ์์ชฝ ๋ฒ์ , X_c๋ ์ ํ๋ฉด์์ ๊ณผ์ ์ ๋ ฌ rolling ๋ฐฉํฅ, Y_c๋ ์ค๋ฅธ์ ์ขํ๊ณ๋ฅผ ์์ฑํ๋ off-axis ๊ต๋ ๋ฐฉํฅ์ด๋ค. ๊ฐ์ฒด ์ ์ ์ดยท์์ rollingยท์ฃผ๊ณก๋ฅ ๋ฐฉํฅ ์ ๋ ฌยทํญ๋ฑ ๊ณ๋ ํ ์๋ฅผ ๊ฐ์ ํ๋ฉด Montana ๊ณต์์
\dot{\mathbf{u}}_f=(K_o+K_f)^{-1}\begin{bmatrix}-\omega_y\\ \omega_x\end{bmatrix}=K^{-1}\begin{bmatrix}-\omega_y\\ \omega_x\end{bmatrix}
๋ก ์ถ์ฝ๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ K_o, K_f๋ ๋ฌผ์ฒดยทfingertip์ ๊ตญ์ ๊ณก๋ฅ ํ๋ ฌ, K=K_o+K_f๋ ์๋ ๊ณก๋ฅ ์ด๋ค.

rolling mobility์ ์คํํธ๋ผ(Fig. 3). ์ผ์ชฝ์ผ๋ก ๊ฐ์๋ก ์๋ ๊ณก๋ฅ ์ด ์ปค์ rolling mobility๊ฐ ๋๊ณ (์ ์ด๋ ์๋ฏผํด์ง), ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋ ํ๋ฉดโํ๋ฉด์ mobility๊ฐ 0์ด์ด์ ๊ตญ์ rolling ์์ฒด๊ฐ ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
Fig. 3์ด ์ ๋ฌํ๋ ํธ๋ ์ด๋์คํ๊ฐ ์ด prior์ ์ถ๋ฐ์ ์ด๋ค โ mobility๊ฐ ๋์ผ๋ฉด rolling์ ์ฝ์ง๋ง ์ ๋ฐ ์ ์ด๊ฐ ์ด๋ ต๊ณ , 0์ด๋ฉด rolling์ผ๋ก๋ ์์ ์๋ ํ์ ์ ๋ง๋ค ์ ์์ด ์๋์ ๋ฅ๋ ํ์ ์ ์์กดํด์ผ ํ๋ค.
๋ค ๊ฐ์ง ํ์
์๊ธฐ๋ฅ ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ K_o=\mathrm{diag}(\kappa_o,0)(X_c ๋ฐฉํฅ๋ง ์์ ๊ณก๋ฅ )๋ก ๋๊ณ , ๊ณต์นญ ๊ณก๋ฅ \kappa_f=1/R์ธ ๋ค ํ์์ ๋น๊ตํ๋ค.
K_f^{\mathrm{flat}}=\begin{bmatrix}0&0\\0&0\end{bmatrix},\; K_f^{\mathrm{sphere}}=\begin{bmatrix}\kappa_f&0\\0&\kappa_f\end{bmatrix},\; K_f^{\mathrm{aligned}}=\begin{bmatrix}\kappa_f&0\\0&0\end{bmatrix},\; K_f^{\mathrm{ortho}}=\begin{bmatrix}0&0\\0&\kappa_f\end{bmatrix}.
| Fingertip | X_c ์๋ ๊ณก๋ฅ | Y_c ์๋ ๊ณก๋ฅ | X_c mobility | Y_c mobility |
|---|---|---|---|---|
| Flat | \kappa_o | 0 | moderate | zero |
| Spherical | \kappa_o+\kappa_f | \kappa_f | high | nonzero |
| Aligned | \kappa_o+\kappa_f | 0 | high | zero |
| Orthogonal | \kappa_o | \kappa_f | moderate | nonzero |
(Table 4) ๋ฌผ์ฒด๊ฐ X_c๋ก ๊ตฝ์ด ์์ผ๋ฏ๋ก ๋ค ํ์ ๋ชจ๋ ๊ณผ์ ๋ฐฉํฅ rolling์ ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ฐจ์ด๋ ์ค์ง off-axis์์ ๋๋ค โ Y_c ์๋ ๊ณก๋ฅ ์ด 0์ด ๋๋ ๊ฒ์ ๋ ํ๋ฉด์ด ๋ชจ๋ Y_c๋ก ํํํ flat๊ณผ aligned๋ฟ์ด๊ณ , ์ด ๋๋ง off-axis rolling์ ์๋์ ์ผ๋ก ์ต์ ํ๋ค. sphericalยทorthogonal์ Y_c ๊ณก๋ฅ ์ ๋์ ํด off-axis rolling์ ํ์ฉํ๋ค.

๊ทธ๋ ๋ค๋ฉด off-axis๋ฅผ ๋๊ฐ์ด ์ฃฝ์ด๋ flat๊ณผ aligned๋ ๋ฌด์์ด ๋ค๋ฅธ๊ฐ? ๋ถ๋ก B.2๊ฐ ์ด๋ฅผ ์ ์ด์ ์ด๋๋์ผ๋ก ๊ตฌ๋ถํ๋ค. ์์ rolling์์ ๊ณผ์ ์ถ ํ์ ๊ฐ \theta๊ฐ fingertip ํ๋ฉด์์ ํ๋ ํธ ๊ธธ์ด๋
s_f=\frac{\theta}{\kappa_o+\kappa_f} \quad\Longrightarrow\quad s_f^{\mathrm{aligned}}=\frac{\theta}{\kappa_o+\kappa_f}<s_f^{\mathrm{flat}}=\frac{\theta}{\kappa_o}\quad(\kappa_f>0).
์ฆ ๊ฐ์ ํ์ ๋์ ๋ํด aligned tip ์์์๋ ์ ์ด์ ์ด ๋ ์ด๋ํด ์ฌ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์ ์ด ์์ญ ์์ ๋ ์ค๋ ๋จธ๋ฌธ๋ค. ์ ์๋ค์ ํํ๋๋ก X_c ๊ณก๋ฅ ์ด ํฐ ์ด์ ๋ โ๋ ๋นจ๋ฆฌ ๊ตด๋ฆฌ๊ธฐ ์ํด์๊ฐ ์๋๋ผ ์ ์ด์ ๋ ๊ตญ์์ ์ด๊ณ ํต์ ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ์ ์งํ๊ธฐ ์ํด์โ๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ๋ํด, ์ค์ ์ปดํ๋ผ์ด์ธํธ ์์คํ ์์ ํํํ ์๋์ ์๊ธฐ๋ฅ์ ๋๋ฆฌ๋ฉฐ ๋๊ณ ๋ถ๋ช ํํ ์ ์ด๋ฉด์ ๋ง๋ค์ด driftํ๊ธฐ ์ฌ์ด ๋ฐ๋ฉด ๊ณก๋ฉด ์๋์ ๊ตญ์์ ์ด๊ณ ์ ์ ์๋ ์ ์ด์ ๋ง๋ ๋ค๋ ๋ ผ์ฆ์ ๋ง๋ถ์ธ๋ค(๊ฐ์ฒด ๋ชจ๋ธ์ ์ด ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ก์ง ๋ชปํ๋ค).
์ ์๋ค ์ค์ค๋ก ์ด ๋ถ์์ ์ ๋ฆฌ ๋์ โ๊ธฐํํ์ ๊ฐ์ค(geometric hypothesis)โ๋ก ๋ถ๋ฅด๊ณ ์คํ์ผ๋ก ๊ฒ์ฆํ๊ฒ ๋ค๊ณ ์ ์ธํ๋๋ฐ, ์ด ์ ์งํจ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ํค์ ์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค.
์ ์
๋ค ํ์์ ์ ์ฒด ์ธ๊ณฝ envelopeยท์๋ ๊ธธ์ดยทAllegro ๋ง๋จ ๊ด์ ๋ง์ดํ ์ธํฐํ์ด์ค๋ฅผ ๋ชจ๋ ๋์ผํ๊ฒ ๋ง์ถ๊ณ ๊ตญ์ ํ๋ฉด ๊ณก๋ฅ ๋ง ๋ฌ๋ฆฌํ๋ค. ๊ณก๋ฉดํ์ R=40\,\mathrm{mm}(\kappa=25\,\mathrm{m^{-1}}). 3D ํ๋ฆฐํ (PLA) ์ฌ์ฌ์ฉ ๋ชฐ๋๋ก ๋จ์ผ ์ค๋ฆฌ์ฝ ์บ์คํ ํ๋ ๋ฐ๊นฅ ์บ๋นํฐ ๋ฐ์ชฝ๋ง ๊ต์ฒดํด ํ์์ ๋ฐ๊พผ๋ค. ์ฌ๋ฃ๋ Smooth-On Dragon Skin 30(Shore 30A, ๋ฐฑ๊ธ ๊ฒฝํ 2์กํ), 1:1 ์ง๋๋น ํผํฉยท์ฝ 5๋ถ ์ง๊ณต ํํฌยท์์จ ์ฝ 16์๊ฐ ๊ฒฝํ, ๊ฒฝํ ํ ํฉ๋ heat-set ์ธ์ํธ๋ก ๋ง์ดํ . ์ฌ๋ฃ ์ ํ ์ด์ ๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ด๋ค โ ๋๋ฌด ๋ฌผ๋ ํ๋ฉด ์ ์ด๋ฉด์ด ๋์ด์ ธ ยง2.3์ ์ ์ ์ด ๊ฐ์ ์ด ๊นจ์ง๊ณ , ๋๋ฌด ๋จ๋จํ๋ฉด ์ปจํฌ๋ฏธํฐ์ ๋ง์ฐฐ์ด ๋จ์ด์ง๋ค.

์ ์๋ fingertip 4์ข (Fig. 9). ์ผ์ชฝ๋ถํฐ aligned cylindrical, orthogonal cylindrical, flat, spherical.
ํ์ต ํ์ดํ๋ผ์ธ
MDP๋ก ์ ์ํํ๋ฉด ํ๋์ Allegro Hand์ 16-D ๋ชฉํ ๊ด์ ์์น์ด๊ณ ์ ์์ค PD ์ ์ด๊ธฐ๊ฐ ์ถ์ข ํ๋ค. ์ ์ฑ ์ 20 Hz(์ ์ด decimation 6), ์ํผ์๋๋ T=400 ์คํ (โ20 s).
ํ์ต์ Kumar et al.์ RMA(Rapid Motor Adaptation)๋ฅผ Qi et al.์ด ์์ฌ์ฃผ ์กฐ์์ ์ด์ํ 2๋จ๊ณ ํ์ ๋ฐ๋ฅธ๋ค.
- Stage I (teacher): ๊ด์ธก์ ์ ๊ทํ๋ 16๊ฐ ๊ด์ ์์น + 16๊ฐ ๊ด์ ๋ชฉํ์ ๋จ์ผ ํ๋ ์๊ณผ, ํน๊ถ ์ธ์ฝ๋๊ฐ ๋ง๋ 8-D latent. ํน๊ถ ์ ๋ณด๋ ๋ฌผ์ฒด poseยทscaleยท์ง๋ยท๋ง์ฐฐ๊ณ์ยท์ง๋์ค์ฌ ์คํ์ . ์ ์ฑ ๊ณผ ํน๊ถ ์ธ์ฝ๋๋ฅผ PPO๋ก ํจ๊ป ํ์ต.
- Stage II (student): ํน๊ถ latent์ ์ ์ ๋ชจ๋์ ์ถ์ ์น๋ก ๋์ฒด. ์ต๊ทผ 30 ํ๋ ์์ proprioceptive ํ์คํ ๋ฆฌ์ 1D convolution + MLP(TCN)๋ฅผ ์ ์ฉํด ์ผ์ด๋ถ์ ํน๊ถ latent์ ์ง๋ ํ๊ท์ํค๊ณ , actorยทcritic์ Stage I์์ ์ด๊ธฐํํด ์ถ์ latent๋ก PPO ๋ฏธ์ธ์กฐ์ .
- ๋ฐฐํฌ: proprioception ํ์คํ ๋ฆฌ๋ง์ผ๋ก ์ค๊ธฐ์ zero-shot ์ ์ด. ํน๊ถ ๋ฌผ์ฒด ํ๋ผ๋ฏธํฐยท์ด๊ฐยท๋น์ ยท๋ฌผ์ฒด ์ํ ์ธก์ ์์.

2๋จ๊ณ RMA ํ์ต ํ์ดํ๋ผ์ธ(Fig. 7). ์ ์ ๋ธ๋ก์ด ๊ฐ ๋จ๊ณ์ ํ์ต ๋์, ํ์ ๋ธ๋ก์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ๊ด๋ จ ์ ๋ณดยท์ ๋ต. Stage I์ ํน๊ถ ์ธ์ฝ๋ \mathbf{z}_t + ๊ด์ธก \mathbf{o}_t๋ก ๋ณด์ r_t(grasp-quality shaping ํฌํจ) ํ์ PPO ํ์ต, Stage II๋ ์ ์ ๋ชจ๋์ด \hat{\mathbf{z}}_t๋ฅผ ํ๊ท(\lVert\mathbf{z}_t-\hat{\mathbf{z}}_t\rVert_2^2)ํ๊ณ ์ ์ด ์ ์ฑ ์ ๋ณต์ฌํด ๋ฏธ์ธ์กฐ์ .
๋ ๊ฐ์ง ๋ณด์กฐ ์ฅ์น๊ฐ ํ์ต์ ์งํฑํ๋ค.
์ด๊ธฐ grasp ์บ์. ํ์ต์ด โ์ก๊ธฐโ๊ฐ ์๋๋ผ โ๋๋ฆฌ๊ธฐโ์ ์ง์คํ๋๋ก, ์ ์ค ์ ์์ธ๋ฅผ ์ญ๋ํด ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ์ฅ ํ๋ณด๋ค์ ๋ฏธ๋ฆฌ ๋ง๋ค์ด ๋๋ค. ํํฐ๋ fingertip ๊ทผ์ 0.1\,\mathrm{m} ์ด๋ด, ์ต์ 3๊ฐ fingertip ์ ์ด, ์ ํจํ ๋ฌผ์ฒด ๋์ด, fingertipโ์๋ฐ๋ฅ ์๊ธฐ์ถฉ๋ ์์. ์ฌ๊ธฐ์ ์โ๋ฌผ์ฒด ๋ฐฐ์น๋ฅผ palm ์ถ ๊ธฐ์ค 90ยฐ์ฉ ํ์ ์์ผ ๋ชจ๋ ๋ฐฉํฅ์์ ์์ ํ ๊ฒ๋ง ๋จ๊ธด๋ค. ๊ฐ ์บ์ ์ํ๋ \xi=[\mathbf{q}_h,\mathbf{p}_o,\mathbf{q}_o]\in\mathbb{R}^{23}์ด๊ณ ๋ฌผ์ฒด ์ค์ผ์ผ๋น ์ฝ 50,000๊ฐ๋ฅผ ์์ฑํ๋ค.
์ ์์ธ ์ปค๋ฆฌํ๋ผ. ๋ฆฌ์ ๋ถํฌ๋ฅผ 4๋จ๊ณ๋ก ํ์ฅํ๋ค โ ๋จ๊ณ k\in\{0,1,2,3\}์์ ์ต๋ ์ญ๋ \theta_{\max}^{(k)}\in\{0ยฐ,45ยฐ,90ยฐ,180ยฐ\}. ๋ฆฌ์ ๋ง๋ค ์ถ \hat{\mathbf{u}}\sim\mathcal{U}(\mathbb{S}^2), ๊ฐ \theta\sim\mathcal{U}[-\theta_{\max}^{(k)},\theta_{\max}^{(k)}]๋ฅผ ๋ฝ์ ์โ๋ฌผ์ฒด ๊ณ ์ ์ฒด๋ฅผ ํ์ ์ํจ๋ค. ๋จ๊ณ ์น๊ธ์ (ํ ๋ฐํด ์์ ํ์ ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ EMA)๊ฐ ๋ชฉํ์น๋ฅผ ๋๊ฑฐ๋ ์คํ ์ํ์ ๊ฑธ๋ฆด ๋. ๋ RMA ๋จ๊ณ ๋ชจ๋์์ ์ฌ์ฉํ๋ค.
์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ IsaacGym Preview 4, 8,193๊ฐ ๋ณ๋ ฌ ํ๊ฒฝ, ๋จ์ผ RTX 3090, ์๋ฎฌ 120 Hz, ์ด 1.5\times10^9 env step. ๋๋ฉ์ธ ๋๋คํ๋ ๋ฌผ์ฒด ์ค์ผ์ผ \{0.7,\dots,0.8\}\pm\mathcal{U}[0.025], ์ง๋ \mathcal{U}[0.01,0.25]\,\mathrm{kg}, ๋ง์ฐฐ \mathcal{U}[0.3,3.0], CoM ์คํ์ \mathcal{U}[-0.01,0.01]\,\mathrm{m}, PD ๊ฒ์ธ P\sim\mathcal{U}[2.9,3.1]ยทD\sim\mathcal{U}[0.09,0.11], ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ 0.05 s๋ง๋ค ๊ฐ์ 0.9์ ์ธ๋ ฅ(Table 5). ์ข ๋ฃ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฌผ์ฒด ๋ํ, ๋ฆฌ์ ์์น๋ก๋ถํฐ์ ์๋ ํ๋ ์ ๋ณ์ ์ด๊ณผ(\rho_{\mathrm{pos}}), ์ํผ์๋ ๊ธธ์ด ์ํ โ ๋ณ์ ํ๊ณ๋ โ์ ์๋ฆฌ์์ ๊ตฌ๋ฅด๋ ์ง์ง rollingโ๊ณผ โ๋ฐ๋ ค ๋๊ฐ๋ ๊ฒโ์ ๊ตฌ๋ถํ๋ ๋์จํ ์์ ๊ณต๊ฐ ์ ์ฝ์ด๋ค.
์ง๊ด: ์ ๋ ์ธต์ผ๋ก ๋๋๋๊ฐ
๋ณด์์ ์ ์ฑ ์ ์ ํธ๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๊ณ , ํ์์ ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ ์์ฒด๋ฅผ ๋ฐ๊พผ๋ค. ์ด ๊ตฌ๋ถ์ด ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ค๊ณ ์ฒ ํ์ด๋ค.
r_{\mathrm{gq}}๋ โ๋ค ์๊ฐ๋ฝ์ ๋ฌผ์ฒด ๋๋ ์ ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ๋ฒ๋ ค ๋์๋ผโ๋ ์ ์ญ ์กฐ์ธ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ์ด ์กฐ์ธ์ gaiting ๋์ค ์ด๋ค ์๊ฐ๋ฝ์ด ๋ฐ๋์ ๋จ์ด์ ธ์ผ ํ๋ ์๊ฐ์๋ ์งํฌ ์ ์๊ณ , ์ ์ฑ ์ด ์ผ๋ง๋ ์ ๋ฐ๋ฅด๋๋๋ ํ๋ฅ ์ ์ด๋ค. ๋ฐ๋ฉด fingertip ๊ณก๋ฅ ์ ์ ์ฑ ์ด ๋ฌด์์ ์ํ๋ Y_c ๋ฐฉํฅ rolling์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก 0์ผ๋ก ๋ง๋ ๋ค. ์ค์ผ์ดํธ ๋ ์ด ์๋ค๋ก๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง๋ ์์ผ๋ก๋ ๋ฒํฐ๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ๋ค โ ์ ์ด๊ธฐ๊ฐ ๋งค ์๊ฐ ์๋ฏธ๋๋ฌ์ง์ ๊ฐ์งํ๊ณ ๋ฐ์ํ ํ์๊ฐ ์๋ค. ์ ์๋ค์ด ์ด๊ฐ์ ์ฐ์ง ์๊ธฐ๋ก ํ ์ ํ์ด ์ฌ๊ธฐ์ ์ ํฉ์ ์ด ๋๋ค. ์ด๊ฐ ์ผ์์ ๋ฎ์ ๋์ญํญ์ผ๋ก๋ ๊ธ๊ฒฉํ slip์ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ฐ๋, ๋ฐ์ํ๋ ๋์ ์ ์ด์ ๊ทธ ์์ ๋๋ฅผ ์์ค๋ค.
๊ทธ๋ฆฌ๊ณ Fig. 3์ ํธ๋ ์ด๋์คํ๊ฐ ์ โ์ ๋ ฌ๋ ์ํตโ์ด ์ ๋ต์ธ์ง ์ค๋ช ํ๋ค. ๊ตฌํ ์๋์ ๋ ๋ฐฉํฅ ๋ชจ๋ mobility๊ฐ ์์ด ์ ๊ตฌ๋ฅด์ง๋ง ๋ฐฉํฅ ์ ํธ๊ฐ ์๊ณ (๊ตด๋ฆฌ๊ธฐ๋ ์ฌ์ฐ๋ ์ ์ด๊ฐ ์ด๋ ต๋ค), ์ง๊ต ์ํต์ ์ ํํ ๋ฐ๋๋ก ์๋ชป๋ ์ถ์ mobility๋ฅผ ์ค๋ค. ํ๋ฉด ์๋์ off-axis๋ฅผ ๋ง์ง๋ง ์๋ ๊ณก๋ฅ ์ด ์์ ์ ์ด์ ์ด ์๋ ์๋ฅผ ๋ฉ๋ฆฌ ์ด๋ํด ์ฌ์ฉ ๊ฐ๋ฅ ์์ญ์ ๋นจ๋ฆฌ ๋ฒ์ด๋๋ค(s_f=\theta/\kappa_o). aligned tip๋ง์ด โ๊ณผ์ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก๋ ๋์ mobility + ๊ตญ์ํ๋ ์ ์ด, off-axis๋ก๋ 0โ์ด๋ผ๋ ์กฐํฉ์ ๋ง๋ ๋ค.
์คํ: ์ ์ ๊ณผ ํ๋กํ ์ฝ
ํ๋์จ์ด๋ Allegro V4 4์ง ์(16 ๋ฅ๋ DoF) + Franka Research 3 ํ. ํ์ ๋กค์์ ์ ์ palm ๋ฐฉํฅ์ ์ธํ ํ ๋ค ๊ณ ์ ๋๋ฉฐ, ์ ์ฑ ์ ์ด ๋ฐฉํฅ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ฐ์ง ์๋๋ค. RealSense D435๊ฐ ๋ฌผ์ฒด์ AprilTag๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ์ง๋ง ์ฌํ ์ฒ๋ฆฌ(post-hoc) ์์ธ ์ธก์ ์ฉ์ผ ๋ฟ ์ ์ฑ ์ผ๋ก ๋ค์ด๊ฐ๋ ์ธ์์ฉ ํผ๋๋ฐฑ์ ์๋ค. ์๋ฎฌ์์๋ ํ์ ๋ชจ๋ธ๋งํ์ง ์๊ณ ๊ฐ์ Allegro Hand๋ง ์ด๋ค.

์คํ ์ ์ (Fig. 5). ๋ค ์ ๋ฐฉํฅ(0ยฐ/45ยฐ/90ยฐ/180ยฐ)๊ณผ ์ธ ๋ฌผ์ฒด(cylinder/cuboid/ball). AprilTag๋ ์ฌํ ์์ธ ์ธก์ ์ฉ.
๋ฌผ์ฒด 3์ข : ๋น ์๋ฃจ๋ฏธ๋ ์บ(์ง๋ฆ 56 mm, ๋์ด 130 mm, 17 g), PLA 3D ํ๋ฆฐํ ์ง์ก๋ฉด์ฒด(60ร60ร120 mm, 47 g), ํผ๋ฌ๋ฒ ๊ณต(์ง๋ฆ 50 mm, 18 g). ๋ง์ฐฐ์ ๋์ด๋ ค ์บ๊ณผ ์ง์ก๋ฉด์ฒด๋ ์ข ์ด๋ก ๊ฐ์๋ค. ์ ์ฑ ์ ๋๋คํ๋ ์๊ธฐ๋ฅ์ผ๋ก๋ง ํ์ต๋๊ณ , ์ง์ก๋ฉด์ฒดยท๊ณต์ ํ์ต ๋ถํฌ ๋ฐ ์ผ๋ฐํ ์ํ์ด๋ค.
์งํ(AnyRotate๋ฅผ ๋ฐ๋ฆ): Rot = ๊ณผ์ ์ถ ๋๋ ํ๊ท ๋์ ํ์ (turns), TTT = ํ๊ท ์ํผ์๋ ์ง์ ์๊ฐ(35 s ์ํ), SR = ๊ฒ์ดํธ ์ฑ๊ณต๋ฅ โ (i) ์กฐ๊ธฐ ๋ํยท์
์
์คํจ ์์ด 10์ด ์ด์ ํ์ง ์ ์ง ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ (ii) 0.15ํด ์ด์ ํ์ . ์ ๋๋ฆฌ๊ณ ๋ค๊ณ ๋ง ์๋ ๊ฒ์ ์ฑ๊ณต์ด ์๋๋ค. ๊ฐ ์กฐ๊ฑด์ 3๊ฐ ์๋๋ก ํ์ตํ๊ณ ์๋๋ณ ์ต๊ณ ์ ์ฑ
์ 3ํ ๋กค์์ ํ๊ฐํ๋ค.
์คํ 1: ์ ์ญ grasp-quality prior์ ํจ๊ณผ
๊ธฐ๋ณธ Allegro fingertip๊ณผ aligned cylindrical fingertip ๋ ํ๋์จ์ด ์์์ GQ ๋ณด์ ์ ๋ฌด๋ฅผ ๋น๊ตํ๋ค(Table 1, ๋ฌผ์ฒด 3์ข ร palm tilt 4์ข ํ๊ท ).
| ์กฐ๊ฑด | Rot | TTT (s) | SR |
|---|---|---|---|
| A: vanilla / default tip | 0.78 | 16.6 | 24% |
| B: +GQ / default tip | 1.25 | 22.7 | 56% |
| C: vanilla / aligned tip | 1.06 | 26.1 | 64% |
| D: +GQ / aligned tip | 1.27 | 31.1 | 83% |
- ๊ธฐ๋ณธ ์๋: 24% โ 56% (SR), 16.6 โ 22.7 s, 0.78 โ 1.25ํด. ๊ฐ์ ์ ํนํ 0ยฐยท45ยฐ tilt์์ ๋๋๋ฌ์ง๋ค.
- aligned ์๋: 64% โ 83%, 26.1 โ 31.1 s. ์ด์ชฝ์ ๋ฐ๋๋ก ํฐ tilt(90ยฐยท180ยฐ)์์ ์ด๋์ด ๊ฐ์ฅ ํฌ๋ค(90ยฐ: 48% โ 81%).
- ๋ ๋ค ์ผ D๊ฐ ์ ํญ๋ชฉ ์ต๊ณ . vanilla/default ๋๋น SR 3.5๋ฐฐ, TTT๋ ์ํ 35 s์ 89%์ ํด๋นํ๋ 31.1 s.
๋ถ๋ก์ ๊ฐ์ฌ ํ(Table 7)๋ ์ข ๋ฃ ์ฌ์ ๊น์ง ๋ถํดํ๋ค. ์์ปจ๋ ๊ณต(ball)์์ vanilla/default๋ 36ํ ์ค 31ํ๊ฐ ์กฐ๊ธฐ ์ข ๋ฃ(SR 14%, TTT 8.7 s)์ธ ๋ฐ๋ฉด, GQ+aligned๋ ์กฐ๊ธฐ ์ข ๋ฃ 5ํยทํ์์์ 31ํ(SR 81%, TTT 31.6 s)๋ค. ์ฆ ๊ฐ์ ์ ์๋น ๋ถ๋ถ์ โ๋ ๋นจ๋ฆฌ ๋๋ฆฐ๋คโ๊ฐ ์๋๋ผ โ๋จ์ด๋จ๋ฆฌ์ง ์๋๋คโ์์ ์จ๋ค.
์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์์๋ ๊ฐ์ ๊ฒฝํฅ์ด ๋ํ๋๋ค.

์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๊ฐ(Fig. 11). (์ผ์ชฝ) ์ฑ๊ณต๋ฅ โ ๋ํยท์ ์ง ์์ด ํ ๋ฐํด ์ด์ ์์ฃผ. (์ค๋ฅธ์ชฝ) ์ต๋ ๋์ ํ์ (rad). ์ค์ฐจ ๋ง๋๋ ์กฐ๊ฑด๋น 200 ์ํผ์๋์ ๋ํ bootstrap 95% CI. 18.2%(baseline) โ 40.8%(GQ๋ง)/38.8%(aligned๋ง) โ 71.0%(๋ ๋ค), ์ต๋ ํ์ 3.95 โ 7.33 rad.
๋ prior์ ๊ฐ๋ณ ๊ธฐ์ฌ(๊ฐ๊ฐ +22.6%p, +20.6%p)๊ฐ ๊ฑฐ์ ๋๋ฑํ๊ณ , ํฉ์ณค์ ๋ 71.0%๋ก ๊ฐ๋ณ ํฉ(โ59%)์ ๋์ด์๋ ์๋ณด์ ๊ฒฐํฉ์ ๋ณด์ธ๋ค๋ ์ ์ด ํฅ๋ฏธ๋กญ๋ค.
์คํ 2: ๊ตญ์ contact-geometry prior์ ํจ๊ณผ
GQ ๋ณด์์ผ๋ก ํ์ตํ ์ ์ฑ ์ ๊ณ ์ ํ๊ณ ๋ค ์๋์ ๋น๊ตํ๋ค(Table 2, 4๊ฐ palm tilt ํ๊ท ).
| Fingertip | Cyl. Rot | Cyl. TTT | Cyl. SR | ํ๊ท Rot | ํ๊ท TTT | ํ๊ท SR |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Aligned | 2.29 | 31.9 | 86% | 1.27 | 31.1 | 83% |
| Spherical | 1.39 | 25.1 | 86% | 0.91 | 20.6 | 53% |
| Flat | 1.46 | 23.3 | 69% | 0.85 | 20.9 | 49% |
| Orthogonal | 0.78 | 21.6 | 67% | 0.68 | 17.8 | 43% |
- ๋ชจ๋ธ๋ง์ ์ฐ์ธ ์๊ธฐ๋ฅ์์ aligned๊ฐ ๊ฐ์ฅ ๋ง์ด ๋๋ฆฌ๊ณ (2.29ํด) ๊ฐ์ฅ ์ค๋ ๋ฒํด๋ค(31.9 s). ๊ตฌํ์ ๊ฑฐ์ ๋น์ทํ๊ฒ ์ค๋ ๋ฒํฐ์ง๋ง ํจ์ฌ ๋ ๋๋ค(1.39ํด) โ ๊ตฌ๋ฅด๊ธฐ๋ ํ๋ ๊ณผ์ ์ถ์ผ๋ก ์ด๋์ ์ถฉ๋ถํ ๊ตฌ์ํ์ง ๋ชปํ๋ค๋ ํด์.
- ์ง๊ต ์ํต์ด ์ ์งํ ์ต์ ์ด๊ณ ํ๋ฉด์ด ๊ทธ์ ๋น์ทํ๋ค.
- ์ธ ๋ฌผ์ฒด ๋ชจ๋์์ aligned๊ฐ TTTยทSR ์ต๊ณ . ๋ค๋ง ๊ณต(ball)์์๋ Rot์ด ์ง๊ตยท๊ตฌํ๋ณด๋ค ์ฝ๊ฐ ๋ฎ๋ค(0.83 vs 1.08 / 1.01) โ ๊ณต์ ๊ธฐํ๊ฐ ํ์ต๋ rolling ์ด๋๊ณผ ๋ ๋ง๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ผ๊ณ ์ค๋ช ํ๋ค.
- ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ์ ์ด ๋ ๋๋ง ์ถฉ์ค๋๊ฐ ์ ํ์ ์ด์ด์ ์๋ ์ค๊ณ์ ๊ฒฝํฅ์ ๋๋ ท์ด ๋๋ฌ๋ด์ง ๋ชปํ๋ค๊ณ ์ ์๋ค์ด ๋ช ์ํ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ๊ฐ์ฅ ์ค๋๋ ฅ ์๋ ์คํ์ ๋ถ๋ก F.3์ด๋ค. ๊ธฐ๋ณธ ์๋์ผ๋ก ํ์ตํ ๋จ์ผ ์ ์ฑ ์ ๊ทธ๋๋ก ๋๊ณ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์๋๋ง ๊ต์ฒดํด 180ยฐ tilt์์ ํ๊ฐํ๋ค(zero-shot ํ๋์จ์ด ์ค์, 3ํ ์ํ ํ๊ท ).
| Fingertip | Rot โ | Std | Best โ | TTT โ | TTFT โ | SR โ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Aligned | 2.57 | 0.10 | 2.66 | 34.5 | 14.1 | 99% |
| Flat | 1.62 | 0.46 | 2.05 | 16.8 | 11.0 | 48% |
| Spherical | 1.34 | 0.13 | 1.45 | 15.2 | 11.1 | 44% |
| Orthogonal | 1.30 | 0.36 | 1.64 | 14.1 | 10.4 | 40% |
aligned๋ 35 s ์ํ ๊ฑฐ์ ๋๊น์ง(34.5 s) ์์ฐ์ ์ผ๋ก ๋๊ณ ๋ถ์ฐ๋ ๊ฐ์ฅ ์๋ค(\mathrm{Std}=0.10). ๋๋จธ์ง ์ ์ 1.7ํด ๋ฏธ๋ง์์ ์ ์ฒดํ๊ณ ๊ฐ์ฉ ์๊ฐ์ 40~48%๋ง ์ฑ์ฐ๊ณ ์ข ๋ฃ๋๋ค. ์ ์ฑ ์ด ๊ทธ ์๋์ ํ ๋ฒ๋ ๋ณธ ์ ์๋๋ฐ๋ ๊นจ๋ํ๊ฒ ์ ์ด๋๋ค๋ ๊ฒ์, ์ด ์ด๋์ด ์ ์ฑ โํ๋์จ์ด ๊ณต์งํ๊ฐ ์๋๋ผ ํ์ ์์ฒด์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๊ธฐ์ฌ์์ ๊ฐํ๊ฒ ์์ฌํ๋ค. (๋ค๋ง ์ฒซ ํ ๋ฐํด๊น์ง์ ์๊ฐ TTFT๋ ์ง๊ตํ์ด 10.4 s๋ก ๊ฐ์ฅ ์งง๋ค โ ์ด๊ธฐ ํ์ ์๋ ์์ฒด๋ aligned๊ฐ ์ต๊ณ ๊ฐ ์๋๋ค.)

์๋ ์ค๊ณ๋ณ ๋กค์์ ํ์๋ฉ์ค(Fig. 15). (์) 90ยฐ palm tiltยท์๊ธฐ๋ฅยทvanilla ๋ณด์ โ ์ค๋ ฅ์ด ๊ณผ์ ์ถ์ ์์ง์ผ๋ก ์์ฉํ๋ ์กฐ๊ฑด์์ ์ง๊ต ์ํต๊ณผ ํ๋ฉด ์๋์ ์ค๊ฐ์ ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ๋์น๋ค. (์๋) ์๋ฐ๋ฅ์ด ์๋๋ฅผ ํฅํ ์กฐ๊ฑดยทGQ ๋ณด์ โ ์ง๊ตํ์ 24~30 s ์ฌ์ด ๊ธ๊ฒฉํ slip์ด ๋ฐ์ํ๊ณ , ๊ตฌํยทํ๋ฉด์ ํ์ ์ ์ ์งํ ์ฑ ๋๊น์ง ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ์ก๊ณ ์์ง ๋ชปํ๋ค. ์ฃผํฉ ํ ๋๋ฆฌ๋ slip, ๋นจ๊ฐ ํ ๋๋ฆฌ๋ ๋ํ.
๋นํ์ ์ผ๋ก ๋ณด๋ฉด
๊ฐ์
- prior๋ฅผ ์ฌ๋ ์์น๋ฅผ ์๋์ ์ผ๋ก ๋๋ ์ค๊ณ. โ๋ณด์ = ์ ํธ๋ฅผ ๋ฐ๊พผ๋ค / ํ์ = ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๋ฐ๊พผ๋คโ๋ ๊ตฌ๋ถ์ด ๋ช ๋ฃํ๊ณ , ๋ ์ธต์ด ๋จ์ ์ค๋ณต์ด ์๋๋ผ๋ ๊ด์ฐฐ๋ก ๋ท๋ฐ์นจ๋๋ค โ ๊ธฐ๋ณธ ์๋ ์์์ GQ ๋ณด์์ 0ยฐยท45ยฐ tilt์์ ๊ฐ์ฅ ํฌ๊ฒ ๊ฐ์ ํ๋ ๋ฐ๋ฉด, aligned ์๋ ์์์ ๊ฐ์ ๋ณด์์ 90ยฐยท180ยฐ tilt์์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ์ด๋์ ๋ธ๋ค(ยง4.2). ์๋ฎฌ์์๋ ๊ฐ๋ณ ๊ธฐ์ฌ(+22.6%p, +20.6%p)์ ๋จ์ ํฉ๋ณด๋ค ๊ฒฐํฉ ๊ฒฐ๊ณผ(71.0%)๊ฐ ํฌ๋ค.
- ํ๋์จ์ด prior๋ฅผ ์ ์ฑ ๊ณผ ๋ถ๋ฆฌํด ๊ฒ์ฆํ F.3 ์คํ. ์๋ ์ค๊ณ ๋ ผ๋ฌธ์์ ๊ฐ์ฅ ํํ ๋ฐ๋ฐ์ โ์ ์ฑ ์ด ๊ทธ ์๋์ ๋ง์ถฐ ํ์ต๋ ๊ฒ๋ฟโ์ธ๋ฐ, ์ ์ฑ ์ ๊ณ ์ ํ๊ณ ์๋๋ง ์ค์ํด 2.57ํด/99% vs 1.31.6ํด/4048%๋ฅผ ๋ณด์ธ ๊ฒ์ ๊ทธ ๋ฐ๋ฐ์ ์ ๋ฉด์ผ๋ก ์ฐจ๋จํ๋ค. ๋ค ํ์์ด envelopeยท๊ธธ์ดยท๋ง์ดํ ์ ๊ณต์ ํ๊ณ ๋ชฐ๋์ ๋ฐ๊นฅ ์บ๋นํฐ ๋ฐ์ชฝ๋ง ๊ต์ฒดํด ์ ์๋๋ค๋ ์ ๋ ํต์ ์์ค์ ๋์ธ๋ค.
- ๋ฐฐํฌ ์ ์ผ์ฑ ์๊ตฌ๊ฐ ๊ทน๋จ์ ์ผ๋ก ๋ฎ๋ค. q_{\mathrm{grasp}}๋ ์ ์ด ์์น๋ง ํ์ํด ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ ์์์๋ง ๊ณ์ฐ๋๊ณ , ์ค๊ธฐ ์ ์ฑ ์ ๊ด์ ์์นยท๋ชฉํ์ 30ํ๋ ์ ํ์คํ ๋ฆฌ๋ง ๋ณธ๋ค. palm ๋ฐฉํฅ์กฐ์ฐจ ๊ด์ธกํ์ง ์๋๋ค. โ๋ฌผ๋ฆฌ๋ฅผ ํ์ต ์ ํธ๋ก ์ฐ๋ ๋ฐฐํฌ์๋ ํ์ ์ ๋จ๊ธฐ์ง ์๋โ ๊น๋ํ ๊ตฌ์กฐ๋ค.
- ํ๊ฐ ์กฐ๊ฑด์ด ์ค์ ๋ก ์ด๋ ต๋ค. ๋๋ค์ in-hand rotation ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์๋ฐ๋ฅ์ด ์๋ฅผ ํฅํ ์์ธ์์ ํ๊ฐ๋๋ ๋ฐ ๋นํด, 0ยฐ/45ยฐ/90ยฐ/180ยฐ ๋ค ๋ฐฉํฅ ์ ๋ถ์์ ๋ฌผ์ฒด 3์ข ์ ํ๊ฐํ๋ค. ํนํ 180ยฐ(์๋ฐ๋ฅ ์๋)๋ ์ค๋ ฅ์ด grasp์ ์ง์ ๋ฏ์ด๋ด๋ ์กฐ๊ฑด์ด๋ค.
- ํ๊ณ ์ ์ด ์ ์งํ๋ค. sim-to-real ๊ธฐ์ฌ๋๋ฅผ ์ ๋ํํ์ง ๋ชปํ๋ค๋ ์ , ์ธ๋ถ ๊ต๋์ ๋ํ ํต์ ์คํ์ด ์๋ค๋ ์ ์ ์ ์๋ค์ด ๋จผ์ ์ธ์ ํ๋ค.
์ฝ์ ยทํ๊ณ
- q_{\mathrm{grasp}}๊ฐ ์ค์ ๋ก โgrasp qualityโ์ธ์ง, ์๋๋ฉด โ์ ์ด ๊ฐ์ + ๊ฐ๋ ๋ถ์ฐโ์ธ์ง ๋ถ๋ฆฌ๋์ง ์์๋ค. ์ ์๋ค๋ ๋ง์ฐฐ์ฝยท์ ์ด ๋ฒ์ ยท๊ฐ๋ฅ ๋ ์น์ฝ์ ๋ฌด์ํ๋ค๊ณ ๋ฐํ์ง๋ง, ๋ ์ค์ํ ๊ฒ์ Fig. 2๊ฐ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ๊ตฌ์กฐ๋ค โ 5.3๋ฐฐ ๋ณํ์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ๋์ฐจ๊ฐ 4์ ์ด โ 3์ ์ด ์ ์ด์์ ๋์จ๋ค. ๊ทธ๋ ๋ค๋ฉด ์ด ๋ณด์์ ์คํจ๋ ์๋น ๋ถ๋ถ โ๋ค ์๊ฐ๋ฝ์ ๋ถ์ด๊ณ ์์ด๋ผโ์ผ ์ ์๋ค. โ์ ์ด ๊ฐ์ ๋ณด์โ์ด๋ โ์ ์ด์ ๊ฐ๋ ๋ถ์ฐ ๋ณด์โ ๊ฐ์ ํจ์ฌ ๋จ์ํ ๋์๊ณผ์ ๋น๊ต๊ฐ ์์ด์, grasp map์ด๋ผ๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํ์์ด ์ ๋ง ํ์ํ์ง๋ฅผ ํ์ ํ ์ ์๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ค์ฌ ์ฃผ์ฅ(โphysics prior๊ฐ ๋์์ด ๋๋คโ)์์ โphysicsโ์ ๋ชซ์ ํ์ ํ๋ ค๋ฉด ์ด ๋์กฐ๊ฐ ์์ด์ผ ํ๋ค.
- ๋ณด์ ํญ์ด ๊ฐํ๊ฒ ์ฌ์ ๊ทํ๋์ด ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ค์ผ์ผ์ด ์ป๊ธด๋ค. \lambda_{\min}์ 10^{-4}\sim10^{-3} ๊ท๋ชจ(๋ชจ๋ฉํธ ๋ธ๋ก์ด๋ฏ๋ก ๋๋ต \mathrm{m}^2 ์ฐจ์)์ด๊ณ , ์ค์ ๋ณด์์ EMA ์ ์ ์ค์ผ์ผ s_t๋ก ์ ๊ทํ๋ ๋ค \pm r_{\max}=0.5๋ก ํด๋ฆฝ๋๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ ์ฑ ์ด ๋ณด๋ ๊ฒ์ โ๋ฌผ๋ฆฌ๋โ์ด๋ผ๊ธฐ๋ณด๋ค \epsilon,\ r_{\max},\ m^\star,\ \beta_{\mathrm{EMA}}๋ก ์กฐ์จ๋ ์ ๊ณ ํ์ ์ ํธ๋ค. ์ด๋ค ํ์ดํผํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ \beta_{\mathrm{gq}}์ ๋ํ ๋ฏผ๊ฐ๋ ๋ถ์์ด ์ ํ ์๋ค.
- ๊ตญ์ prior์ ๊ฐ์ฒด ๋ชจ๋ธ์ด ์ ์ ์นํจ๋ฅผ ๊ฐ๋ฅธ ๋น๊ต๋ฅผ ์ค๋ช ํ์ง ๋ชปํ๋ค. Table 4์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด flat๊ณผ aligned๋ ๋ ๋ค Y_c mobility๊ฐ 0์ด๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ์คํ์์๋ aligned 83% vs flat 49%๋ก ํฌ๊ฒ ๊ฐ๋ฆฐ๋ค. ์ด ๊ฒฉ์ฐจ๋ ๊ฐ์ฒด ์ ์ ์ด ๋ชจ๋ธ์ด ์๋๋ผ (a) ์ ์ด์ ์ด๋๋ s_f ๋ ผ์ฆ๊ณผ (b) โ์ปดํ๋ผ์ด์ธํธ ์์คํ ์์ ํ๋ฉด ์๋์ ๋๊ณ ๋ถ๋ช ํํ ์ ์ด์ ๋ง๋ ๋คโ๋ ์ ์ฑ์ ๋ ผ์ฆ์ผ๋ก ์ฌํ ์ค๋ช ๋๋ค. ์ฆ ์ค์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ง๋ฐฐํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๋ ผ๋ฌธ์ด ์ ๋ํ ๋ชจ๋ธ ๋ฐ์ ์๋ค. ์ ์๋ค์ด ์ด๋ฅผ โ๊ธฐํํ์ ๊ฐ์คโ๋ก ๋ถ๋ฅธ ๊ฒ์ ์ ์งํ์ง๋ง, ๊ฒ์ฆ๋ ๊ฒ์ โaligned๊ฐ ์ข๋คโ์ด์ง โMontana ์ด๋ํ์ด ๊ทธ ์ด์ ๋ฅผ ์ค๋ช ํ๋คโ๋ ์๋๋ค.
- prior๊ฐ ์๊ธฐ๋ฅยท๋จ์ผ ๊ณ ์ ์ถ์ ๋ง์ถฐ์ ธ ์๋ค. K_f^{\mathrm{aligned}}์ ์ด๋ฐฉ์ฑ์ K_o=\mathrm{diag}(\kappa_o,0)๊ณผ ์ ํ๋ ์์ ๊ณ ์ ๋ ํ์ ์ถ \hat{\mathbf{a}}๋ฅผ ์ ์ ํ๋ค. ํ์ ์ถ์ด ๋ฐ๋๊ฑฐ๋ ๋ฌผ์ฒด ๊ณก๋ฅ ์ด ๋ฑ๋ฐฉ์ ์ด๋ฉด(๊ณต) ์ ๋ ฌ ์์ฒด๊ฐ ๋ฌด๋์ง๊ณ , ์ค์ ๋ก ๊ณต์์ aligned์ Rot์ ์ง๊ตยท๊ตฌํ๋ณด๋ค ๋ฎ๋ค. โ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋โ์ ๊ทผ๋ณธ์ ์ผ๋ก ๊ณผ์ ํนํ ํ๋์จ์ด์ด๊ณ , ๋ ผ๋ฌธ์ ์ด ๋ฒ์ฉ์ฑ ๋น์ฉ์ ์ ๋ฉด์ผ๋ก ๋ ผ์ํ์ง ์๋๋ค.
- ์ธ๋ถ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ๊ณผ์ ๋น๊ต๊ฐ ์๋ค. ์งํ๋ AnyRotate๋ฅผ ๋ฐ๋ฅด์ง๋ง ๊ทธ๊ฒ๊ณผ์ ์ง์ ๋น๊ต๋ ์๊ณ , Hora ๊ณ์ด ์ ํ ์ฐ๊ตฌ์์ ์์น ๋์กฐ๋ ์๋ค. ๋ชจ๋ ๋น๊ต๊ฐ ๋ด๋ถ ablation(A/B/C/D)์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ โ24% โ 83%โ๋ ์ด ์ ์ ์์์์ ์๋ ๊ฐ์ ์ด์ง, ์ด ๋ฌธ์ ์์ ํ์ฌ ๋๋ฌ ๊ฐ๋ฅํ ์์ค์ ๋ํ ์ ๋ณด๋ ์ฃผ์ง ์๋๋ค.
- ์ค๊ธฐ ํ๋ณธ์ด ์๊ณ ๋ถํ์ค์ฑ ํ๊ธฐ๊ฐ ์๋ค. ์กฐ๊ฑด๋น 3์๋ ร 3๋กค์์์ด๊ณ , Table 1์ tilt๋ณ ์ ์ ๋ฌผ์ฒด 3์ข ํฉ์ณ 27ํ, Table 9๋ 3ํ ์ํ์ด๋ค. ์๋ฎฌ ๊ฒฐ๊ณผ์๋ bootstrap 95% CI๊ฐ ๋ถ์ง๋ง ์ค๊ธฐ ํ(Table 1ยท2ยท7ยท8)์๋ ์ ๋ขฐ๊ตฌ๊ฐยท๋ถ์ฐ์ด ์ ํ ์๋ค. SR์ ํด์๋๊ฐ 3~11%p ๋จ์์ธ๋ฐ 19%p ์ฐจ์ด๋ฅผ โ๊ฐ์ โ์ผ๋ก ์ฝ์ผ๋ ค๋ฉด ์ต์ํ ์ฐํฌ๊ฐ ํ์ํ๋ค.
- ํ ์ฌ์ด ํ๊ธฐยท๊ท์์ ํผ์ . Table 1์ ์บก์ ์ A=vanilla/default, B=GQ/default, C=vanilla/aligned, D=GQ/aligned๋ก ์ ์ํ๋๋ฐ, ๋ถ๋ก Table 7์ ๊ฐ์ ๋ผ๋ฒจ์ B=vanilla/aligned, C=GQ/default๋ก ๋ค๋ฐ๊ฟ ์ด๋ค(ํ๊ท ๊ฐ์ ๋์กฐํด ๋ณด๋ฉด ๋ด์ฉ์ ์ผ์นํ๋ฏ๋ก ๋ผ๋ฒจ๋ง ์ค์๋ก ๋ณด์ธ๋ค). ๊ทธ ์ฌํ๋ก ยง4.3 ์ฒซ ๋ฌธ๋จ์ โTable 1์ CยทDํ์ ๋ณด๋ฉด aligned fingertip์ด ๋ชจ๋ tilt์์ SR์ ๋์ธ๋ค(90ยฐ์์ 48%โ81%)โ๊ณ ์ฐ๋๋ฐ, Table 1 ์์ฒด ์ ์๋ก๋ CโD๊ฐ GQ ๋ณด์์ ํจ๊ณผ๋ค(ยง4.2๊ฐ ๊ฐ์ ์์น๋ฅผ GQ์ ํจ๊ณผ๋ก ์ด๋ฏธ ์์ ํ๋ค). ๋ถ๋ก Table 8์ SR ์ด๋ Table 1 Dํ์ tilt๋ณ SR๊ณผ ์ผ์นํ์ง ์๋๋ค(์: 45ยฐ tilt์์ 94% vs 81%). ๊ฒฐ๊ณผ ์์ฒด๊ฐ ํ๋ค๋ฆฌ๋ ์์ค์ ์๋์ง๋ง, ์ด๋ ์์น๊ฐ ์ด๋ ์์ธ์ ๊ธฐ์ฌ์ธ์ง ๋ ์๊ฐ ํ๋ฅผ ๊ต์ฐจ ๊ฒ์ฆํด์ผ ํ๋ค.
- ๋ถ๋ก B.1์ \mathbf{M}์ force block ๊ณ ์ณ๊ฐ์ \lambda_{1,2,3}\approx\sqrt{n_{\text{contact}}}๋ก ์ ๋๋ฐ, \mathbf{M}=\mathbf{G}\mathbf{G}^\top์ force ๋ธ๋ก์ (moment ๋ธ๋ก๊ณผ์ ์ปคํ๋ง์ ๋ฌด์ํ๋ฉด) K\mathbf{I}_3์ด๋ฏ๋ก n_{\text{contact}} ์ค์ผ์ผ์ด ๋๋ ๊ฒ์ด ์์ฐ์ค๋ฝ๋ค. Fig. 2์ ๋ก๊ทธ ์คํํธ๋ผ๋ 10^0์ ์กฐ๊ธ ๋๋ ๊ฐ์ ๋ณด์ธ๋ค. ๋ ผ์ง์ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ ๋ถ๋ถ์ ์๋๋ ํ๊ธฐ ํผ๋์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค.
- ์ฝ๋ยทCADยท๋ชฐ๋ ํ์ผ ๋ฏธ๊ณต๊ฐ. ์๋ ํ์์ด ๊ธฐ์ฌ์ ์ ๋ฐ์ธ ๋ ผ๋ฌธ์ธ๋ฐ ์ฌํ์ ํ์ํ CAD๊ฐ ๊ณต๊ฐ๋์ง ์์๊ณ (๋ถ๋ก Fig. 10์ aligned tip ์น์ ๋๋ฉด๋ง ์ ์), ์ ์ฑ ์ฝ๋ ์ ์ฅ์๋ ์๋ค. ์ค๋ฆฌ์ฝ ์บ์คํ ์ ์ฐจ๊ฐ ์์ธํ ์ ํ ์๋ ๊ฒ์ ๋คํ์ด์ง๋ง, ์ฌํ ์ฅ๋ฒฝ์ ์ฌ์ ํ ๋๋ค.
๊ด๋ จ ์ฐ๊ตฌ์์ ์๋ฆฌ ๋งค๊น
RMA ๊ณ์ด ์์ ์ ์๋ค. ํ์ต ๊ณจ๊ฒฉ์ Kumar et al.(2021)์ RMA์ ์ด๋ฅผ ์์ฌ์ฃผ ์กฐ์์ผ๋ก ์ฎ๊ธด Qi et al.(2023, In-hand object rotation via rapid motor adaptation)์ ๊ทธ๋๋ก ๋ฐ๋ฅธ๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์๋ก์์ ์ํคํ ์ฒ๊ฐ ์๋๋ผ ๋ณด์์ ๋ค์ด๊ฐ ํญ๊ณผ ์๋ ํ๋์จ์ด๋ค. ๋ค์ด์ Qi et al.(2023) General in-hand object rotation with vision and touch, Suresh et al.(2024) NeuralFeels ๊ฐ์ ํ๋ฆ์ด ์ผ์ฑ์ ๋ํด ๊ฐ๊ฑด์ฑ์ ์ป์ผ๋ ค ํ๋ค๋ฉด, ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ ํํ ๋ฐ๋ ๋ฐฉํฅ โ ์ผ์ฑ์ ๋นผ๊ณ ํ์๊ณผ ๋ณด์์ผ๋ก ์ป์ผ๋ ค ํ๋ค.
์ค๋ ฅ ๋ถ๋ณ ํ์ ๋ฌธ์ ์์๋ AnyRotate(Yang et al., 2025)๊ฐ ๊ฐ์ฅ ๊ฐ๊น์ด ์ขํ๋ค. ์งํ ์ ์(Rot/TTT/SR)๋ฅผ ๊ทธ๋๋ก ๋น๋ ค ์์ง๋ง ์ง์ ๋น๊ต๋ ์๋ค. AnyRotate๊ฐ ํ๋ถํ ์ด๊ฐ์ผ๋ก ์ค๋ ฅ ๋ถ๋ณ์ฑ์ ๋ฌ์ฑํ๋ค๋ฉด, ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ proprioception + ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ผ๋ก ๊ฐ์ ๋ชฉํ๋ฅผ ๋ ธ๋ฆฐ๋ค. ๋ ์ ๊ทผ์ head-to-head๋ ์ด ๋ถ์ผ์์ ๊ฝค ์๋ฏธ ์๋ ํ์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
grasp ๋ ์น ๊ณต๊ฐ์ ๋ณด์์ผ๋ก ์ฐ๋ ํ๋ฆ๊ณผ ๋๋ํ ๋์ธ๋ค. CHORD ๋ฆฌ๋ทฐ๋ ์ฌ๋ ์์ฐ์์ ๋ฝ์ contact wrench(๋ง์ฐฐ์ฝยทsupport function)๋ฅผ ๋ก๋ด์ด ์ฌํํ๋๋ก ํ๋ wrench-space ๋ณด์์ ์ด๋ค. ๋ ๋ ผ๋ฌธ ๋ชจ๋ โ๋ ์น ๊ณต๊ฐ์ ๊ณ ์ grasp ์ด๋ก ์ RL ๋ณด์์ผ๋ก ๋ฒ์ญํ๋คโ๋ ๊ฐ์ ์ ๋ต์ ์ทจํ์ง๋ง, CHORD๋ ์ฌ๋์ ๋ ์น๋ฅผ ๋ชจ์ฌ(matching)ํ๊ณ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ต์ ๋ฐฉํฅ ๋ ์น ์ ํญ๋ ฅ์ ์ต๋ํ(worst-case isotropy)ํ๋ค. ์ ์๋ ์์ฐ ์์กด์ ยท๊ณผ์ ํนํ์ ์ด๊ณ ํ์๋ ์์ฐ ์์ด ๊ธฐํ๋ง์ผ๋ก ๊ณ์ฐ๋๋ค.
๊ฐ์ Allegro Handยท๊ฐ์ in-hand reorientation์ ๋ค๋ฃจ๋ ์ผ์ฑ ์ฒ ํ์ด ์ ๋ฐ๋์ธ ์ฌ๋ก๋ก ViserDex ๋ฆฌ๋ทฐ๊ฐ ์๋ค(์ด ๋ ผ๋ฌธ์ด ์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ [7]๋ก ์ธ์ฉํ๋ค). ViserDex๋ 3D Gaussian Splatting์ผ๋ก ์๋ฎฌ ์๊ฐ ๋ค์์ฑ์ ๋ง๋ค์ด ๋ชจ๋ ธํ๋ฌ RGB๋ก ๋ฌผ์ฒด ์์ธ๋ฅผ ์ถ์ ํด ์ฌ๋ฐฐํฅํ๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ๊ทธ ๋ฐ๋ํธ ๊ทน๋จ์์ โ๋ฌผ์ฒด ์ํ๋ฅผ ์์ ์ถ์ ํ์ง ์๋๋คโ๋ฅผ ํํ๋ค. Regrind ๋ฆฌ๋ทฐ์ retargeting-guided RL์ด โ์ฌ๋ ์์ฐ์ผ๋ก ํ์์ ์ขํ๋คโ๋ผ๋ฉด, ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ โ๋ฌผ๋ฆฌ ์งํ๋ก ํ์์ ์ขํ๋คโ์ ํด๋นํ๋ค โ ๊ฐ์ ๋ชฉ์ (RL ํ์ ๋์ด๋ ์ํ)์ ๋ํ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ฌ์ ์ง์์ ์์ฒ์ด๋ค.
๊ธฐ๊ณ ์ค๊ณ ์ชฝ์์๋ ๋ฅ๋ ํ๋ฉด(active surface) ๊ณ์ด๊ณผ ๋๋น๋๋ค. Roller Grasper v2(ํ์ ์๋), Velvet Fingers(๋ฅ๋ ํ๋ฉด), wheeled fingers ๋ฑ์ ์๋์ ์ก์ถ์์ดํฐ๋ฅผ ์ถ๊ฐํด ๋ฌผ์ฒด ์ด๋์ ๋ง๋ ๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ด๋ฐฉ์ฑ ์๋์ ์ก์ถ์์ดํฐ ์์ด ์๋์ ๊ณก๋ฅ ๋ง์ผ๋ก ๋ฐฉํฅ ์ ํธ๋ฅผ ๋ง๋ ๋ค๋ ์ ์์ ํจ์ฌ ์ ๋ ดํ์ง๋ง, ๋ฅ๋ ํ๋ฉด์ด ์ ๊ณตํ๋ ์ ์ด ๊ถํ์ ์ป์ง ๋ชปํ๋ค. ์ ์๋ค์ด ๊ด๋ จ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ง์ ํ โ๊ธฐ๊ณ์ prior๊ฐ ํ๋ ํ์ต ์ ์ฑ ๊ณผ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐํฉ๋์ง ๋ชปํ๋คโ๋ ๊ณต๋ฐฑ์, ์ต์ํ ํ ์ฌ๋ก๋ก๋ ๋ฉ์ด ์ ์ด๋ค.
์์ฝ
์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ๊ธฐ์ฌ๋ ๋ ๋ฌธ์ฅ์ผ๋ก ์์ถ๋๋ค. (1) grasp map Gramian์ ์ต์ ๊ณ ์ณ๊ฐ \lambda_{\min}(\mathbf{G}\mathbf{G}^\top)์ dense reward shaping์ผ๋ก ์ฐ๋ฉด โ ์ ์ด ์์น๋ง์ผ๋ก ๊ณ์ฐ๋๊ณ ์ ํ๋ ์์์ ์ ์๋๋ฏ๋ก ๋ฐฐํฌ ๋น์ฉ์ด 0์ด๋ค โ in-hand rotation ์ ์ฑ ์ ์ฑ๊ณต๋ฅ ๊ณผ ์ง์ ์๊ฐ์ด ํฌ๊ฒ ์ค๋ฅธ๋ค. (2) Montana ์ ์ด ์ด๋ํ์ด ์์ฌํ๋ ์ด๋ฐฉ์ฑ ๊ณก๋ฅ ์ ์ค๋ฆฌ์ฝ ์๋์ผ๋ก ๊ตฌํํ๋ฉด, ์ ์ฑ ์ ์ ํ ๋ฐ๊พธ์ง ์์๋ off-axis ๊ต๋์ ๋ํ ๊ฐ๊ฑด์ฑ์ด ์ค๋ฅธ๋ค. ๋ prior๋ ์๋ก ๋ค๋ฅธ palm tilt ์์ญ์์ ์ด๋์ ๋ด๋ฉฐ ์๋ณด์ ์ผ๋ก ๊ฒฐํฉํด, ์ค๊ธฐ ํ๊ท SR 24% โ 83%, ์๋ฎฌ 18.2% โ 71.0%๋ฅผ ๋ง๋ ๋ค.
ํ๊ณ๋ ๋ถ๋ช ํ๋ค. ๋ prior ๋ชจ๋ ์๊ธฐ๋ฅํ ๋ฌผ์ฒด + ์ ํ๋ ์ ๊ณ ์ ๋จ์ผ ํ์ ์ถ์ด๋ผ๋ ์ข์ ์ค์ ์ ์ต์ ํ๋์ด ์๊ณ , ๊ตญ์ prior์ ๊ฐ์ฒด ์ ๋๋ ์ค์ ์น๋ถ๋ฅผ ๊ฐ๋ฅธ flat vs aligned ๊ฒฉ์ฐจ๋ฅผ ์ค๋ช ํ์ง ๋ชปํ๋ค. q_{\mathrm{grasp}}๊ฐ โgrasp map์ ๋ฌผ๋ฆฌโ์ธ์ง โ์ ์ด ๊ฐ์ ์ ์ง ํด๋ฆฌ์คํฑโ์ธ์ง๋ ๋จ์ ๋์๊ณผ์ ๋น๊ต ์์ด๋ ๋ถ๋ฆฌ๋์ง ์๋๋ค. ์ธ๋ถ ๋ฒ ์ด์ค๋ผ์ธ ๋น๊ต, ์ค๊ธฐ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ถํ์ค์ฑ ํ๊ธฐ, ์ธ๋ถ ๊ต๋์ ๋ํ ํต์ ์คํ, sim-to-real ๊ธฐ์ฌ๋ ๋ถํด โ ์ ์๋ค์ด ์ค์ค๋ก ๋จ๊ธด ์ด ๋ชฉ๋ก์ด ๊ทธ๋๋ก ํ์ ์ฐ๊ตฌ ํญ๋ชฉ์ด๋ค.
๊ทธ๋ผ์๋ โํ์ต ํ์ดํ๋ผ์ธ๊ณผ ๊ธฐ๊ณ ์ค๊ณ๋ฅผ ๊ฐ์ ๋ฌผ๋ฆฌ ์ธ์ด๋ก ๋์์ ์๋ณด๋โ ์๋๋ ๋๋ฌผ๊ณ , ํนํ ์ ์ฑ ์ ๊ณ ์ ํ ์ฑ ์๋๋ง ๊ต์ฒดํด ํ๋์จ์ด ๊ธฐ์ฌ๋ฅผ ๋ถ๋ฆฌํ ์คํ์ ์ด๋ฐ ์ฃผ์ฅ์์ ๋ง๋ ํ ์์ด์ผ ํ ํต์ ์ธ๋ฐ๋ ์์ฃผ ์๋ต๋๋ ๊ฒ์ด๋ค. ํํ(morphology)๋ฅผ ํ์ต ์์คํ ์ ์ผ๊ธ ์ค๊ณ ๋ณ์๋ก ๋ค๋ฃจ๋ ค๋ ํ๋ฆ์์, ๋ฐฉ๋ฒ๋ก ์ ์ผ๋ก ์ฐธ๊ณ ํ ๋งํ ์ฌ๋ก๋ค.