Abstract-Deformable object (e.g., clothes) manipulation by a robot in interaction with a human being presents several interesting challenges. Due to texture and deformability, the object can get hooked in the human limbs. Moreover, the human can change their limbs position and curvature, which require changes in the paths to be followed by the robot. To help solve these problems, in this paper we propose a technique of learning by demonstration able to adapt to changes in position and curvature of the object (human limb) and recover from execution faults (hooks). The technique is tested using simulations, but with data obtained from a real robot.
1Keywords-Robot programming by Demonstration, Robot Fault Recovery.
I. INTRODUCCIÓNLa programación por demostración (PpD) es una técnica que permite a un robot aprender la realización de una tarea, a través de la demostración de la misma por parte de un humano u otro robot [1], [2]. Se puede aplicar en entornos poco estructurados, porque permite que un usuario enseñe fácilmente nuevas tareas a un robot sin necesidad de conocimientos en programación. En PpD el robot es entrenado con ejemplos de la tarea, a partir de los cuales el aprende a generalizarla.La tarea de poner una manga de camisa con un brazo robóti-co presenta una serie de retos interesantes. Por un lado, el robot debe operar cuidadosamente cerca de un humano, y la posición del brazo no siempre es la misma. Por otro lado, cuando se pone la manga de una camisa se producen frecuentemente enganches de la camisa en el codo. Una persona cuando pone la camisa detecta el enganche y de forma natural retrocede, modifica un poco la posición, y retoma la trayectoria cambián-dola ligeramente. Este es precisamente el desempeño que se quiere obtener del robot.Algunos Para el objetivo de la generación de nuevas trayectorias se propone utilizar la técnica de modelo de mezcla de gaussianas parametrizado en la tarea (en inglés "Task Parameterized Gaussian Mixture Model" que en este documento se abrevia como: TP-GMM) [4]. Cuando los robots manipulan objetos, sus movimientos pueden depender en gran medida de metas dadas y de las poses de los objetos, las cuales pueden ser definidas a través de marcos de referencia. Concretamente, el movimiento del robot es condicionado por un conjunto de variables de la tarea, que representan el sistema coordenado de marcos de referencia relevantes. A cambio de representar cada trayectoria como un modelo diferente, esta se basa en un solo modelo que abarca las diferentes trayectorias como función de las variables de la tarea, el modelo se basa en las propiedades del producto de gaussianas [7]. Para solucionar el problema planteado, la técnica TP-GMM es apropiada, por que genera la trayectoria requerida ante variaciones en la posición y curvatura del brazo, esta información del brazo es la que permite parametrizar la tarea.La técnica propuesta consiste en un algoritmo que, a partir del conjunto de demostraciones con y sin fallo, aprende a recuperarse ante un fallo de ejecución (enganche). La téc...