LEAP Hand: Mano de bajo costo, eficiente y antropomórfica para el aprendizaje robótico

LEAP Hand: Low-Cost, Efficient, and Anthropomorphic Hand for Robot Learning

September 12, 2023

Autores: Kenneth Shaw, Ananye Agarwal, Deepak Pathak

cs.AI

Resumen

La manipulación diestra ha sido un desafío persistente en robótica. Si bien las técnicas de aprendizaje automático han mostrado cierto potencial, los resultados se han limitado principalmente a simulaciones. Esto puede atribuirse en gran medida a la falta de hardware adecuado. En este artículo, presentamos LEAP Hand, una mano diestra y antropomórfica de bajo costo para investigación en aprendizaje automático. A diferencia de manos anteriores, LEAP Hand tiene una estructura cinemática novedosa que permite una destreza máxima independientemente de la postura de los dedos. LEAP Hand es de bajo costo y puede ensamblarse en 4 horas por un precio de 2000 USD utilizando componentes fácilmente disponibles. Es capaz de ejercer pares de torsión grandes de manera consistente durante largos períodos de tiempo. Demostramos que LEAP Hand puede utilizarse para realizar varias tareas de manipulación en el mundo real, desde teleoperación visual hasta aprendizaje a partir de datos de video pasivo y sim2real. LEAP Hand supera significativamente a su competidor más cercano, Allegro Hand, en todos nuestros experimentos, mientras que cuesta 1/8 del precio. Publicamos instrucciones detalladas de ensamblaje, la canalización Sim2Real y una plataforma de desarrollo con API útiles en nuestro sitio web en https://leap-hand.github.io/.

English

Dexterous manipulation has been a long-standing challenge in robotics. While machine learning techniques have shown some promise, results have largely been currently limited to simulation. This can be mostly attributed to the lack of suitable hardware. In this paper, we present LEAP Hand, a low-cost dexterous and anthropomorphic hand for machine learning research. In contrast to previous hands, LEAP Hand has a novel kinematic structure that allows maximal dexterity regardless of finger pose. LEAP Hand is low-cost and can be assembled in 4 hours at a cost of 2000 USD from readily available parts. It is capable of consistently exerting large torques over long durations of time. We show that LEAP Hand can be used to perform several manipulation tasks in the real world -- from visual teleoperation to learning from passive video data and sim2real. LEAP Hand significantly outperforms its closest competitor Allegro Hand in all our experiments while being 1/8th of the cost. We release detailed assembly instructions, the Sim2Real pipeline and a development platform with useful APIs on our website at https://leap-hand.github.io/