論文の概要: Simulation-Driven Imitation Learning for Biosignals-Free Shared-Autonomy Prosthetic Grasping
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.07389v1
- Date: Fri, 05 Jun 2026 15:26:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-08 14:33:29.826372
- Title: Simulation-Driven Imitation Learning for Biosignals-Free Shared-Autonomy Prosthetic Grasping
- Title(参考訳): 生体信号のない共有自律神経グラスピングのためのシミュレーション駆動型模倣学習
- Authors: Kaijie Shi, Wanglong Lu, Huiling Chen, Vinicius Prado da Fonseca, Ting Zou, Hanli Zhao, Xianta Jiang,
- Abstract要約: 義手における生体信号のない共有自律制御は,EMGや他の生理的信号に頼らずに,自然・低力な操作を可能にすることを目的としている。
最近の模倣学習に基づくアプローチは有望な結果を示しているが、そのスケーラビリティは実世界の人間の実演データのコストと可変性によって制限されている。
本稿では,手首に装着した仮想カメラから多様なリーチ・トゥ・グラスのデモを自動的に生成するスケーラブルなシミュレーションフレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.345503861274354
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Biosignals-free shared-autonomy control of upper-limb prosthetic hands aims to enable natural and low-effort manipulation without relying on EMG or other physiological signals. Recent imitation-learning-based approaches have shown promising results, but their scalability is limited by the cost and variability of collecting large amounts of real-world human demonstration data. In this work, we present a scalable simulation framework that automatically generates diverse reach-to-grasp demonstrations from a wrist-mounted virtual camera. The framework combines physically feasible grasp synthesis, natural reaching trajectories retargeting, and reach--grasp--lift execution in procedurally generated indoor environments. It records wrist-view observations, proprioception, and actions to build a large-scale demonstration dataset for imitation learning. Through extensive simulation benchmarks, we evaluate object and scene generalization and compare several representative state-of-the-art imitation learning methods. Results show that the simulated demonstrations are sufficiently rich and consistent for effective policy learning. In three realistic settings, the learned sim-to-real policy achieves over 90\% grasp success, surpasses baseline methods, and exhibits stronger generalization, highlighting the promise of simulation-driven training for biosignals-free shared-autonomy prosthetic grasping. The demonstrations are available at \href{https://sites.google.com/view/sim-prosthetic-grasp/home}{https://sites.google.com/view/sim-prosthetic-grasp/home}.
- Abstract(参考訳): 上肢義手における生体信号のない共有自律制御は,EMGや他の生理的信号に頼ることなく,自然および低疲労操作を可能にすることを目的としている。
最近の模倣学習に基づくアプローチは、有望な結果を示しているが、そのスケーラビリティは、大量の実世界の人間の実演データを収集するコストと可変性によって制限されている。
本研究では,手首に装着した仮想カメラから多様なリーチ・トゥ・グラスのデモを自動的に生成するスケーラブルなシミュレーションフレームワークを提案する。
このフレームワークは、物理的に実現可能なグリップ合成、自然到達軌道の再ターゲティング、および手続き的に生成された屋内環境におけるリーチ-グラス-リフト実行を組み合わせる。
手首の観察、受容、行動を記録し、模倣学習のための大規模な実演データセットを構築する。
広範囲なシミュレーションベンチマークにより、オブジェクトとシーンの一般化を評価し、いくつかの最先端の模倣学習手法を比較した。
その結果,シミュレートされた実演は十分に豊かで,効果的な政策学習に一貫性があることが示唆された。
3つの現実的な設定において、学習されたsim-to-realポリシーは、90%以上を達成し、ベースライン法を超越し、より強力な一般化を示し、生体信号のない共有自律認識のためのシミュレーション駆動トレーニングの約束を強調している。
デモは \href{https://sites.google.com/view/sim-prosthetic-grasp/home}{https://sites.google.com/view/sim-prosthetic-grasp/home} で公開されている。
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