LeHome: A Simulation Environment for Deformable Object Manipulation in Household Scenarios

📄 arXiv: 2604.22363v1 📥 PDF

作者: Zeyi Li, Yushi Yang, Shawn Xie, Kyle Xu, Tianxing Chen, Yuran Wang, Zhenhao Shen, Yan Shen, Yue Chen, Wenjun Li, Yukun Zheng, Chaorui Zhang, Siyi Lin, Fei Teng, Hongjun Yang, Ming Chen, Steve Xie, Ruihai Wu

分类: cs.RO, cs.AI

发布日期: 2026-04-24

备注: ICRA2026 Accepted

💡 一句话要点

LeHome：面向家庭场景下可变形物体操作的综合模拟环境

🎯 匹配领域: 支柱一：机器人控制 (Robot Control)

关键词: 家庭机器人 可变形物体操作 模拟环境 机器人仿真 物理引擎

📋 核心要点

  1. 现有模拟器在家庭场景下对可变形物体的模拟存在不足，难以准确模拟其复杂动力学和多样材料属性。
  2. LeHome通过构建高保真动力学和逼真交互的模拟环境，支持多种机器人形态，特别是低成本机器人，来解决上述问题。
  3. LeHome旨在弥合逼真的可变形物体模拟和实用的机器人平台之间的差距，为家庭机器人技术提供可扩展的测试平台。

📝 摘要（中文）

家庭环境是机器人最具影响力和挑战性的应用领域之一。在家庭场景中，由于可变形物体的种类和形状各异、动力学复杂、材料属性多样，以及现有模拟器缺乏可靠的可变形物体支持，因此在模拟和现实世界中操作可变形物体尤其困难。本文介绍了LeHome，这是一个为家庭场景中可变形物体操作而设计的综合模拟环境。LeHome涵盖了广泛的可变形物体，如服装和食品，提供高保真动力学和逼真的交互，而现有模拟器难以准确模拟这些。此外，LeHome支持多种机器人形态，并强调低成本机器人作为核心重点，从而能够在资源受限的硬件上对家庭任务进行端到端评估。通过弥合逼真的可变形物体模拟和实用的机器人平台之间的差距，LeHome为推进家庭机器人技术提供了一个可扩展的测试平台。

🔬 方法详解

问题定义：论文旨在解决家庭场景下机器人操作可变形物体的难题。现有模拟器在模拟可变形物体时，难以兼顾高保真动力学、多样化的物体种类和复杂的交互，导致在模拟环境中训练的机器人策略难以迁移到真实世界。此外，现有研究较少关注低成本机器人平台，限制了家庭机器人的实际应用。

核心思路：LeHome的核心思路是构建一个综合性的、高保真度的家庭场景模拟环境，该环境能够准确模拟各种可变形物体的动力学特性和交互行为。同时，LeHome支持多种机器人平台，特别是低成本机器人，从而能够在资源受限的硬件上进行端到端评估，促进家庭机器人的实际应用。

技术框架：LeHome的整体框架包含以下几个主要模块：1) 可变形物体建模模块，用于创建各种逼真的可变形物体模型，如服装、食品等；2) 动力学模拟模块，采用先进的物理引擎，实现高保真度的动力学模拟；3) 机器人控制模块，支持多种机器人平台，并提供相应的控制接口；4) 任务定义模块，用于定义各种家庭任务，如折叠衣服、整理物品等；5) 评估模块，用于评估机器人在模拟环境中的表现。

关键创新：LeHome的关键创新在于其综合性和高保真度。与现有模拟器相比，LeHome能够更准确地模拟可变形物体的动力学特性和交互行为，从而提高模拟结果的可靠性。此外，LeHome对低成本机器人的支持也是一个重要的创新点，有助于推动家庭机器人的实际应用。

关键设计：LeHome在可变形物体建模方面，可能采用了基于有限元方法（FEM）或基于粒子的方法（SPH）等技术，以实现高精度的形变模拟。在动力学模拟方面，可能采用了优化的物理引擎，如PhysX或Bullet，并针对可变形物体进行了专门的参数调整。在机器人控制方面，可能采用了ROS等机器人操作系统，并提供了相应的控制接口和API。

🖼️ 关键图片

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📊 实验亮点

由于论文是介绍模拟环境，实验亮点可能体现在LeHome能够模拟各种复杂的可变形物体操作任务，例如折叠衣服、整理餐具等，并且能够支持多种机器人平台。未来的论文可能会给出具体的性能数据，例如机器人在LeHome中完成特定任务的成功率、时间消耗等，并与现有模拟器进行对比，展示LeHome的优势。

🎯 应用场景

LeHome模拟环境可广泛应用于家庭服务机器人、自动化家务、智能家居等领域。通过在LeHome中训练机器人，可以提高机器人在真实家庭环境中操作可变形物体的能力，从而实现更智能、更高效的家庭服务。此外，LeHome还可以用于评估不同机器人平台和控制算法的性能，为家庭机器人的设计和开发提供参考。

📄 摘要（原文）

Household environments present one of the most common, impactful yet challenging application domains for robotics. Within household scenarios, manipulating deformable objects is particularly difficult, both in simulation and real-world execution, due to varied categories and shapes, complex dynamics, and diverse material properties, as well as the lack of reliable deformable-object support in existing simulations. We introduce LeHome, a comprehensive simulation environment designed for deformable object manipulation in household scenarios. LeHome covers a wide spectrum of deformable objects, such as garments and food items, offering high-fidelity dynamics and realistic interactions that existing simulators struggle to simulate accurately. Moreover, LeHome supports multiple robotic embodiments and emphasizes low-cost robots as a core focus, enabling end-to-end evaluation of household tasks on resource-constrained hardware. By bridging the gap between realistic deformable object simulation and practical robotic platforms, LeHome provides a scalable testbed for advancing household robotics. Webpage: https://lehome-web.github.io/ .