論文の概要: ForceGrip: Data-Free Curriculum Learning for Realistic Grip Force Control in VR Hand Manipulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.08061v1
• Date: Tue, 11 Mar 2025 05:39:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-12 15:41:38.035859
• Title: ForceGrip: Data-Free Curriculum Learning for Realistic Grip Force Control in VR Hand Manipulation
• Title（参考訳）: ForceGrip:VRハンド操作におけるリアルグリップ力制御のためのデータフリーカリキュラム学習
• Authors: DongHeun Han, Byungmin Kim, RoUn Lee, KyeongMin Kim, Hyoseok Hwang, HyeongYeop Kang,
• Abstract要約: 本稿では,現実的な手操作動作を合成する深層学習エージェントであるForceGripを紹介する。 我々は、指の位置決め、意図適応、動的安定化を含む3段階のカリキュラム学習フレームワークを採用する。 以上の結果から,ForceGripの出力制御性と信頼性は最先端の手法に比べて優れていた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.10995326465245926
• License:
• Abstract: Realistic hand manipulation is a key component of immersive virtual reality (VR), yet existing methods often rely on a kinematic approach or motion-capture datasets that omit crucial physical attributes such as contact forces and finger torques. Consequently, these approaches prioritize tight, one-size-fits-all grips rather than reflecting users' intended force levels. We present ForceGrip, a deep learning agent that synthesizes realistic hand manipulation motions, faithfully reflecting the user's grip force intention. Instead of mimicking predefined motion datasets, ForceGrip uses generated training scenarios-randomizing object shapes, wrist movements, and trigger input flows-to challenge the agent with a broad spectrum of physical interactions. To effectively learn from these complex tasks, we employ a three-phase curriculum learning framework comprising Finger Positioning, Intention Adaptation, and Dynamic Stabilization. This progressive strategy ensures stable hand-object contact, adaptive force control based on user inputs, and robust handling under dynamic conditions. Additionally, a proximity reward function enhances natural finger motions and accelerates training convergence. Quantitative and qualitative evaluations reveal ForceGrip's superior force controllability and plausibility compared to state-of-the-art methods.
• Abstract（参考訳）: 現実的な手操作は没入型バーチャルリアリティ(VR)の重要な要素であるが、既存の手法では、接触力や指のトルクといった重要な物理的特性を省略するキネマティックなアプローチやモーションキャプチャーデータセットに依存していることが多い。 その結果、これらのアプローチは、ユーザの意図する力レベルを反映するのではなく、厳密でワンサイズなグリップを優先する。 本稿では,現実的な手操作動作を合成し,ユーザの握力意図を忠実に反映する深層学習エージェントであるForceGripを紹介する。 事前に定義された動作データセットを模倣する代わりに、ForceGripは生成されたトレーニングシナリオを使用して、オブジェクトの形状や手首の動きをランダム化し、入力フローをトリガーすることで、エージェントを幅広い物理的相互作用で挑戦する。 これらの複雑なタスクから効果的に学習するために、指の位置決め、意図適応、動的安定化を含む3段階のカリキュラム学習フレームワークを用いる。 このプログレッシブ戦略は、安定したハンドオブジェクト接触、ユーザ入力に基づく適応力制御、動的条件下でのロバスト処理を保証する。 さらに、近接報酬関数は自然な指の動きを高め、トレーニング収束を加速する。 定量的および定性的な評価は、ForceGripの最先端の手法と比較して、優れた力制御性と妥当性を示す。

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