Ruka-v2: ロボット学習のための、手首と外転を備えた腱駆動オープンソース・器用な手

要旨: アクセス可能で器用なロボット用ハードウェアが欠如していることは、ロボットに人間レベルの器用さを実現するうえで大きなボトルネックとなってきました。昨年、私たちは、可動部（腱）駆動の完全オープンソースの両手対応ヒューマノイドハンドであるRukaを公開しました。これは11自由度（指あたり2つ、親指に3つ）を備え、1,300ドル未満で組み立て可能です。Rukaは、初期の完全オープンソースのヒューマノイドハンドの1つであり、制御システム内で腱のダイナミクスを捉えるデータ駆動型の指制御という新しいアプローチを導入しました。これらの貢献にもかかわらず、Rukaは、人間の振る舞いをより密に模倣するために不可欠な2つの自由度を欠いていました。それは、手首の可動性と、指の外転/内転です。本論文では、Ruka-v2を紹介します。これは、完全オープンソースで、腱駆動のヒューマノイドハンドであり、2-DOFの並列手首と、指における外転/内転を備えています。並列手首により、滑らかで独立した屈曲/伸展と、橈骨/尺骨方向の偏位が可能になり、キャビネットなどの限られた環境での操作を可能にします。外転は、薄い物体の把持、手内回転、書道（筆致）といった動作を可能にします。Ruka-v2の設計を提示し、遠隔操作タスクに関するユーザースタディを通じてRukaと比較評価した結果、完了時間が51.3%減少し、成功率が21.2%増加することを確認しました。さらに、ロボット学習における幅広い適用可能性を示します。すなわち、13の器用なタスクにわたる両手および片腕の遠隔操作、ならびに3つのタスクにおける自律的方策（ポリシー）学習です。すべての3Dプリント用ファイル、組み立て手順、コントローラソフトウェア、動画は https://ruka-hand-v2.github.io/ で利用可能です。