SharpaDex v1.0 正式开源:发布约 300 小时真实触觉操作数据,覆盖 59 种任务

作者:江思奇

10 月 22 日,Sharpa 正式开源灵巧操作数据集 SharpaDex v1.0。该数据集包含约 300 小时真实机器人操作数据、28,993 条示教和 32,396,172 帧数据,覆盖 59 种操作任务。根据 Sharpa 官方介绍,SharpaDex v1.0 刷新了公开可获取的带指尖触觉真机灵巧手操作数据集规模纪录,为触觉感知、视触觉融合及复杂灵巧操作策略学习提供了新的数据基础。

机器人要在真实世界中完成精细操作,不仅需要识别物体及其空间位置,还需要感知指尖与物体接触时发生的变化。无论是精密装配、工具使用,还是柔性物体操作,接触状态都与动作执行和任务完成密切相关。如何将触觉、视觉、机器人动作与任务语义结合起来,是灵巧操作研究的重要方向。

300 小时真实操作数据,完整记录多模态信息

SharpaDex v1.0 基于真实机器人遥操作采集,由双 7-DoF 机械臂、双 22-DoF Sharpa Wave(W01)灵巧手及 7 个躯干关节构成的机器人平台完成。数据集共包含 495 个采集批次,按 30 FPS 计算,总时长约 300 小时。

在数据记录方面,SharpaDex v1.0 同步采集头部双目相机及左右腕部相机的视觉信息,并记录双臂、双手的关节状态、关节力矩和指尖触觉信号。每条示教还配有任务描述、场景信息、执行指令、成功标准及细粒度动作标注,使研究者能够关联分析机器人观察到的环境、执行的动作与实际接触状态。

每个指尖均配有 6 维力信号记录,同时保留原始触觉图像与形变图像。视觉、触觉、动作与语言信息在同一数据体系中相互对应,为研究真实物理交互过程提供了更完整的观测基础。

约 195 小时存在指尖接触,记录真实物理交互

触觉数据的价值不仅取决于数据量,也取决于它是否记录了真实、有意义的物理交互。SharpaDex v1.0 的统计显示,约 64.9% 的数据帧中至少有一根手指处于接触状态,对应约 195 小时的操作时间。

在全部 28,993 条示教中,有 28,992 条记录到过指尖接触,累计识别出 417,932 次指尖接触事件。数据覆盖从轻触到较大力度按压的不同接触情形,并与视觉信息、动作轨迹及任务语义保持时间对应。

这使研究者能够分析接触状态随操作进程发生的变化,探索触觉表征学习、接触状态识别、视触觉融合及力感知控制等问题,而不必仅依赖视觉信息推断机器人与物体之间的交互状态。

覆盖多指操作与双手协作,支持复杂任务研究

SharpaDex v1.0 不局限于基础抓取与放置,还涵盖工具使用、柔性物体操作、精密插装、旋拧以及颗粒和小物体操作等任务,包括锤钉子、撬钉子、滴管移液、熨衣服、挂衣服、装电池、插接模块、整理物品及装蓝莓等场景。

在双手协作方面,约 18.3% 的数据帧记录到双手同时接触物体,对应约 55 小时的操作时间。20 个任务中,双手同时接触的时间占各自任务时长的比例超过 20%。

部分任务还包含左右手分别承担不同角色的操作过程,例如一只手固定物体,另一只手完成插入或工具操作。数据同时记录多根手指的接触情况及手部关节运动,为研究多指协调、双手角色分配、动作组合及跨任务迁移提供了真实操作样本。

从任务描述到原子动作,构建三层语言标注

除多模态传感器数据外,SharpaDex v1.0 还建立了从任务、子任务到原子动作的层级语言标注体系,将连续操作过程与自然语言描述、时间边界及动作标签关联起来。

其中,任务层记录操作目标、场景、指令及成功标准;子任务层将连续操作划分为具有起止时间的片段;原子动作层则为相应片段提供更细粒度的动作语义。

数据集包含 224,087 段子任务标注,覆盖约 89.3% 的数据帧,并提供 45 种原子动作标签,涵盖 pick、place、insert、press 等通用动作,以及穿挂、吸液、研磨、换手等更具任务特点的操作。

通过将动作与自然语言描述及时间边界对应起来,研究者能够进一步探索任务分解、动作语义建模、长序列操作理解及操作策略学习。任务级成功标准也为成功检测与奖励建模等研究提供了文本条件。

覆盖 59 种任务,为灵巧操作研究提供数据基础

SharpaDex v1.0 共覆盖 6 类操作任务,包括 12 种柔性或可形变物体操作任务、14 种工具使用任务、18 种抓放与整理任务、8 种精密插装与装配任务、4 种颗粒与小物体操作任务,以及 3 种旋拧任务。

其中,工具使用、柔性物体操作、精密插装与旋拧等任务合计约 249 小时,占数据集总时长的约 83%。这些任务涉及连续接触、精细控制、多指协调或双手配合,为研究更加复杂的真实机器人操作提供了丰富样本。

随着具身智能研究从基础抓取逐步走向复杂的真实物理交互,高质量真机数据正成为推动机器人操作能力发展的重要基础。SharpaDex v1.0 将指尖触觉、多视角视觉、机器人状态、动作轨迹与层级语言标注整合到统一的数据集中,为触觉感知、视触觉融合、双手协作及复杂灵巧操作研究提供了可直接使用的数据资源。

目前,SharpaDex v1.0 已在 Hugging Face 公开发布。