来源笔记
DEX-Mouse: A Low-cost Portable and Universal Interface with Force Feedback for Data Collection of Dexterous Robotic Hands
摘要
DEX-Mouse 是一款低成本的手持接口，用于在真实硬件上采集灵巧机器人手的示范数据。它通过加入力反馈和一种贴附式、前臂安装的设置，力求让数据采集更便携、对不同操作者免校准，并且与目标机器人在物理上更一致。
问题
- 灵巧机器人学习需要大量真实示范数据，而且这些数据要符合机器人实际的运动学和接触动力学。
- 仿真和视频流程会因 sim-to-real 误差、遮挡，以及人到机器人的重定向不匹配而损失保真度。
- 现有遥操作设备，如 MoCap 手套和其他手持系统，往往需要按用户校准、定制硬件、固定实验室设置，或者对多个机器人手的支持不好。
方法
- 论文用现成部件搭建了一个便携式遥操作设备，成本低于 USD 150，不需要按操作者校准，也不需要为不同用户做结构修改。
- 该接口使用腱驱动手指、直接驱动拇指，以及基于电流的动觉力反馈，因此当机器人手因接触受阻时，用户会感到阻力。
- 它支持一种 attached configuration，把机器人手安装在操作者前臂上，也支持标准的空间分离遥操作模式。attached 模式用于采集与机器人坐标更对齐的数据，减少坐标不一致。
- 手部运动通过简单的比例重定向映射到机器人，而不是依赖复杂、与形态相关的重定向。固件以 100 Hz 运行；VIVE 追踪器提供全局位姿，机载摄像头以 30 Hz 记录对齐的 RGB 图像。
结果
- 在一项包含 8 名参与者、3 种接口和 2 种采集配置的用户研究中，DEX-Mouse 在 attached 设置下的总体成功率达到 86.67%，平均完成时间为 10.05 s。
- 在相同的 attached 设置下，DEX-Mouse 的总体平均成功率高于 DOGlove 和 Manus 手套：86.67% 对 77.5% 和 62.5%。它的 attached 完成时间也最快：10.05 s 对 11.67 s 和 11.93 s。
- DEX-Mouse attached 的任务分解结果为：抓取放置 95.0% 成功率 / 5.57 s，插销入孔 72.5% / 14.29 s，锤击 92.5% / 10.29 s。
- DEX-Mouse 的遥操作模式弱于 attached 模式：总体成功率 52.5%，平均时间 18.77 s；而 attached 模式分别为 86.67% 和 10.05 s。
- 在所有接口中，attached 采集在总体平均成功率和速度上都优于远程遥操作：75.56% 和 11.22 s，对比 46.39% 和 19.42 s。
- 论文还称，attached 配置降低了参与者的主观工作负荷，但摘录中没有给出完整的工作负荷表或精确问卷数值。