Out-of-distribution states in robot manipulation often lead to unpredictable robot behavior or task failure, limiting success rates and increasing risk of damage. Anomaly detection (AD) can identify deviations from expected patterns in data, which can be used to trigger failsafe behaviors and recovery strategies. Prior work has applied data-driven AD to time series data in specific robotic tasks, but its transferability across control strategies and task types has not been shown. Leveraging time series data, such as force/torque signals, allows to directly capture robot-environment interactions, crucial for manipulation and online failure detection. Their broad availability, high sampling rates, and low dimensionality enable high temporal resolution and efficient processing. As robotic tasks can have widely signal characteristics and requirements, AD methods which can be applied in the same way to a wide range of tasks is needed, ideally with good data efficiency. We examine three industrial robotic tasks, each presenting several anomalies. Test scenarios in robotic cabling, screwing, and sanding are built, and multimodal time series data is gathered. Several autoencoder-based methods are compared, evaluating generalization across tasks and control methods (diffusion policy, position, and impedance control). This allows us to validate the integration of AD in complex tasks involving tighter tolerances and variation from both the robot and its environment. Additionally, we evaluate data efficiency, detection latency, and task characteristics which support robust detection. The results indicate reliable detection with AUROC exceeding 0.93 in failures in the cabling and screwing task, such as incorrect or misaligned parts and obstructed targets. In the polishing task, only severe failures were reliably detected, while more subtle failure types remained undetected.


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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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