把持計画とは、ロボットが物体をどこでどのように把持するかを決定するプロセスです。物体の形状、重量、表面摩擦、そしてタスクなどが考慮されます。箱を持ち上げるのに適した把持方法が、ペグを挿入するのには適さない場合もあります。プランナーは、物体を安定させる接触点と指の位置を選択します。

初期の把持計画では、幾何学的なルールが用いられていました。平行な面を見つけ、そこに指を置くという方法です。これは単純な形状には有効ですが、複雑な物体には通用しません。現代のプランナーは、機械学習とシミュレーションを活用しています。何千もの把持候補を生成し、物理シミュレーションでテストし、成功確率が最も高いものを選択します。中には、人間のデモンストレーションから学習するシステムもあります。

把持計画で考慮するもの

• 物体の形状と重心。
• 指と物体との間の摩擦。
• グリッパーの運動学と力の限界。
• 作業要件：持ち上げる、挿入する、注ぐ、手渡す。
• 対象物の周囲にある障害物。

現実世界は不確実な要素が多いため、物を掴むのは難しい。対象物が予想よりも重いかもしれないし、表面が滑りやすいかもしれない。指が滑ってしまう可能性もある。優れた把持計画には、接触後に調整するための力制御と触覚フィードバックが含まれる。また、失敗を想定した計画も含まれている。対象物が滑った場合、ロボットは再び掴み直す。倉庫では、把持計画によってロボットは何百万もの異なるアイテムを一つ一つ教えることなくピッキングできる。家庭では、ロボットが食器洗い機に食器を入れることができる。これは、真に役立つ汎用ロボットを実現する上で重要なボトルネックの一つである。