ADAMSim: PyBullet-Based Simulation Environment for Research on Domestic Mobile Manipulator Robots
DOI:
https://doi.org/10.17979/ja-cea.2025.46.12217Palabras clave:
Simulador de robots, Gemelo digital, PyBullet, Real-to-Sim, Sim-to-Real, Manipulador MmovilResumen
Este artículo presenta ADAMSim, un entorno de simulación basado en PyBullet diseñado específicamente para el Ambidextrous Domestic Autonomous Manipulator (ADAM), desarrollado para apoyar la investigación en navegación, manipulación y aprendizaje en robótica doméstica. El simulador replica con precisión la estructura y el comportamiento del robot físico, lo que permite una transferencia robusta de algoritmos entre simulación y mundo real. ADAMSim sigue un diseño modular, que incluye navegación, cinemática de brazos y manos, percepción y comunicación mediante ROS. Esta arquitectura permite la operación sincronizada entre el robot real y su gemelo digital. Se desarrollaron diversos ejemplos, que abarcan desde tareas de visión y agarre, hasta navegación y teleoperación, incluyendo experimentos ejecutados simultáneamente en el robot simulado y el real. Su diseño de código abierto y flexible convierte a ADAMSim en una herramienta poderosa para el desarrollo seguro y reproducible de algoritmos y experimentos en robótica doméstica. La plataforma también está pensada para apoyar investigaciones en mapeo de interiores, aprendizaje de manipulación avanzada y proyectos educativos, como banco de pruebas.
Referencias
Barber, R., Ortiz, F. J., Garrido, S., Calatrava-Nicolás, F. M., Mora, A., Prados, A., Vera-Repullo, J. A., Roca-González, J., Méndez, I., Mozos, Ó. M., 2022. A multirobot system in an assisted home environment to support the elderly in their daily lives. Sensors 22 (20), 7983.
Choi, S. H., Park, K.-B., Roh, D. H., Lee, J. Y., Mohammed, M., Ghasemi, Y., Jeong, H., 2022. An integrated mixed reality system for safety-aware human-robot collaboration using deep learning and digital twin generation.Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 73, 102258.
Collins, J., Chand, S., Vanderkop, A., Howard, D., 2021. A review of physics simulators for robotic applications. IEEE Access 9, 51416–51431.
Coumans, E., Bai, Y., 2021. Pybullet quickstart guide. ed: PyBullet Quick start Guide. https://docs. google. com/document/u/1/d.
Dan, P., Kedia, K., Chao, A., Duan, E. W., Pace, M. A., Ma, W.-C., Choudhury, S., 2025. X-sim: Cross-embodiment learning via real-to-sim-to-real. arXiv preprint arXiv:2505.07096.
Erez, T., Tassa, Y., Todorov, E., 2015. Simulation tools for model-based robotics: Comparison of bullet, havok, mujoco, ode and physx. In: International conference on robotics and automation (ICRA). IEEE, pp. 4397–4404.
Fernandez, N., Espinoza, G., Mendez, A., Prados, A., Mora, A., Barber, R., 2024. Data generation in simulated domestic environments for assistive robots. In: 2024 7th Iberian Robotics Conference (ROBOT). IEEE, pp. 1–6.
Fernandez, N., Espinoza, G., Mendez, A., Prados, A., Mora, A., Barber, R., 2025. Perspective chapter: Advanced environment modelling techniques for mobile manipulators. IntechOpen.
Lopez, B., Prados, A., Moreno, L., Barber, R., 2023. Taichi algorithm: Human-like arm data generation applied on non-anthropomorphic robotic manipulators for demonstration. In: 2023 European Conference on Mobile Robots (ECMR). IEEE, pp. 1–7.
Makoviychuk, V., Wawrzyniak, L., Guo, Y., Lu, M., Storey, K., Macklin, M., Hoeller, D., Rudin, N., Allshire, A., Handa, A., et al., 2021. Isaac gym: High performance gpu-based physics simulation for robot learning. arXiv preprint arXiv:2108.10470.
Mendez, A., Prados, A., Menendez, E., Barber, R., 2024. Everyday objects re-arrangement in a human-like manner via robotic imagination and learning from demonstration. IEEE Access.
Mora, A., Prados, A., Mendez, A., Barber, R., Garrido, S., 2022. Sensor fusion for social navigation on a mobile robot based on fast marching square and gaussian mixture model. Sensors 22 (22), 8728.
Mora, A., Prados, A., Mendez, A., Espinoza, G., Gonzalez, P., Lopez, B., Mu˜noz, V., Moreno, L., Garrido, S., Barber, R., 2024. Adam: a robotic companion for enhanced quality of life in aging populations. Frontiers in Neurorobotics 18, 1337608.
Prados, A., Espinoza, G., Fernandez, N., Barber, R., 2024a. Imitation learning for low-cost dexterous hand using rgbd camera. In: 2024 7th Iberian Robotics Conference (ROBOT). IEEE, pp. 1–6.
Prados, A., Garrido, S., Barber, R., 2024b. Learning and generalization of task-parameterized skills through few human demonstrations. Engineering Applications of Artificial Intelligence 133, 108310.
Prados, A., Mendez, A., Espinoza, G., Fernandez, N., Barber, R., 2024c. f-divergence optimization for task-parameterized learning from demonstrations algorithm. In: 2024 IEEE International Conference on Autonomous Robot Systems and Competitions (ICARSC). IEEE, pp. 9–14.
Prados, A., Mora, A., L´opez, B., Mu˜noz, J., Garrido, S., Barber, R., 2023. Kinesthetic learning based on fast marching square method for manipulation. Applied Sciences 13 (4), 2028.
Tikhanoff, V., Cangelosi, A., Fitzpatrick, P., Metta, G., Natale, L., Nori, F., 2008. An open-source simulator for cognitive robotics research: the prototype of the icub humanoid robot simulator. In: Proceedings of the 8th workshop on performance metrics for intelligent systems. pp. 57–61.
Todorov, E., Erez, T., Tassa, Y., 2012. Mujoco: A physics engine for model based control. In: 2012 IEEE/RSJ international conference on intelligent robots and systems. IEEE, pp. 5026–5033.
Wang, C., Zhang, Q., Tian, Q., Li, S., Wang, X., Lane, D., Petillot, Y., Wang, S., 2020. Learning mobile manipulation through deep reinforcement learning. Sensors 20 (3), 939.
Yang, K., Cao, N., Ding, Y., Chen, C., 2024. Bestman: A modular mobile manipulator platform for embodied ai with unified simulation-hardware apis. arXiv preprint arXiv:2410.13407.
Yenamandra, S., Ramachandran, A., Yadav, K., Wang, A., Khanna, M., Gervet, T., Yang, T.-Y., Jain, V., Clegg, A. W., Turner, J., et al., 2023. Homerobot: Open vocabulary mobile manipulation. arXiv preprint arXiv:2306.11565
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2025 Adrian Prados, Gonzalo Espinoza, Alberto Mendez, Alicia Mora, Santiago Garrido, Ramon Barber

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.