家務洗衣自動化（含摺衣服）最大的挑戰，核心在「布料是高度可變形物體」、家庭環境複雜，以及成本與使用體驗的落差；目前的解決方案多半是把問題拆小、靠資料驅動學習與硬體／介面共同設計來降低難度。[1][2][3]
## 一、布料本身：感知與操控的物理難題
- 布料是高維度可變形物體，受到力就同時移動＋改變形狀，無法用剛體那套低維狀態空間與固定模型處理，導致辨識、狀態估計都困難。[2][1]
- 實務上，衣服堆在籃子裡會互相遮擋、角落捲起、皺折，握點被遮住，讓機器人很難找到正確抓取點，常出現「抓不到角落」或「抓起來又掉回去」的情況。[4]
解法方向：
- 資料驅動的 cloth state 表徵與世界模型：用深度學習從影像學習布料形狀／狀態，而不是硬建物理模型，像 world model 來預測布料被拉起後會變成什麼形狀，用來指導「展開毛巾、抓角落」等動作。[1][4]
- surface-based manipulation：用「表面」而不是「手指」操作布料，例如模組化可變形平台透過推、翻、捲動來處理柔軟物件，只需追蹤幾何中心與長度等低維特徵，降低感知與控制難度，未來可延伸到摺衣服等任務。[5]
## 二、摺衣任務設計：從學術 demo 到可用系統的 gap
- 很多研究只能處理單一類型衣物（例如毛巾、長方形布條），或需要人類先把衣物攤平，距離「從衣籃撿起、分類、攤平、摺好」的全流程還有落差。[6][7]
- 模擬中學到的摺疊軌跡在真實世界常因摩擦、布料厚度等差異而失效，導致需要大量 domain randomization 或實機微調。[6][1]
解法方向：
- 任務拆解與 benchmark：用 Household Cloth Object Set 這類資料集，把任務拆成「攤平」「對摺」「多次摺疊」等子任務，每個子任務定義清楚成功條件與評估指標，讓演算法可以在標準場景反覆優化。[7][8]
- 少參數軌跡＋閉迴路控制：設計只需兩三個關鍵參數（例如抓取點位置、拉動方向與距離）的摺疊軌跡，再用視覺閉迴路在執行中微調，可以提高對布料變形與誤差的容忍度。[6]
## 三、硬體限制：手臂、夾爪與感測整合
- 典型的 finger-style 夾爪在夾柔軟布料時容易造成不可預期的變形或滑動，且需要非常精確的握點選擇與力控制。[2][5]
- 單臂在空中翻動布料很吃配置，常因無法旋轉布料而抓不到角落；雙臂雖然靈活，但硬體成本、控制與安全性都更複雜。[9][4]
解法方向：
- 改變 end-effector 型態：使用大面積、帶摩擦的表面或夾板式工具，抓取時利用面接觸支撐布料，減少形變與滑落的不可預期性，搭配簡單的幾何中心追蹤即可完成翻轉／摺疊。[5]
- 雙臂／多模態配置：在研究中已經證明雙臂布料操控能大幅提升展開與摺疊成功率，例如 IROS 的雙臂 laundry folding 工作，透過雙手協調抓取與拉展布料角落。[4][9]
## 四、家中環境與整合：不只是摺衣的問題
- 家庭環境高度多樣、空間狹窄、障礙多，洗衣機位置、洗衣籃高度、晾衣／收納位置都不同，很難像工廠那樣固定 layout。[3][10]
- 洗衣流程本身包含分類、選洗程、烘乾／晾曬、收納等多步驟，每一步都涉及人對衣物的偏好（溫度、材質、折法等），僅自動摺衣無法完整替代家務負擔。[11][12]
解法方向：
- 視為「多步驟任務規劃」：在研究中，PR2 laundry 等工作把洗衣視為不完全資訊下的高層規劃問題，用 generalized plans 來應付衣物數量不確定、機器狀態不同等情境，這種框架可擴展到一般家庭。[13][2]
- 半自動化與人機協作：實際產品與研究逐漸走向「人類負責高難度判斷（如特殊材質、分類與例外）、機器負責重複、標準化部分」，例如只處理毛巾與 T-shirt、或只做搬運與簡單摺疊，降低對泛化與場景理解的要求。[14][3]
## 五、可靠性、成本與使用者接受度
- 真實長期使用時，故障、卡布料、夾壞衣服等事件會比實驗中頻繁許多，使用者對「壞一件衣服」的容忍度遠低於對掃地死角的容忍度。[10][15]
- 硬體＋AI 開發成本很高，家用市場對價格極敏感，目前多數消費者仍更願意買單單一任務、低風險的機器人（如掃地機）而非昂貴的全能 laundry robot。[12][3]
解法方向：
- 聚焦高價值子任務：例如商用洗衣、醫療或養護機構中搬運洗衣籃與推送洗衣車，已被證明可以顯著減少工作人員搬運距離與工傷，ROI 明確，比全自動摺衣更容易落地。[15][14]
- 模組化與平台化：以「洗衣摺疊模組」作為多用途 humanoid／家務機器人的一個技能，透過平台化的更新與雲端／邊緣 AI 管理，降低單任務研發成本，同時讓模型持續透過 OTA 改善。[3][4]
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如果你接下來想做的是研究／產品構想，我可以幫你把上述挑戰收斂成一個具體題目，例如「基於 surface-based manipulation 的家用毛巾摺疊機器人」或「人機協作洗衣任務規劃系統」，並列出可能的技術 stack 與實驗設計。
來源
[1] Data-Driven Robotic Manipulation of Cloth-like Deformable Objects https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10007406/
[2] Unfolding the Literature: A Review of Robotic Cloth Manipulation https://arxiv.org/html/2407.01361v1
[3] Humanoid Robots Take on Laundry at CES 2026 - UBOS https://ubos.tech/news/humanoid-robots-take-on-laundry-at-ces-2026-innovations-and-challenges/
[4] Scaling up world models to deformable object manipulation - arXiv https://arxiv.org/html/2602.16675v1
[5] Surface-based manipulation with modular foldable robots - PMC https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12789041/
[6] Frontiers | Effective cloth folding trajectories in simulation with only two parameters https://www.frontiersin.org/journals/neurorobotics/articles/10.3389/fnbot.2022.989702/full
[7] Household Cloth Object Set: Fostering Benchmarking in Deformable Object Manipulation https://par.nsf.gov/servlets/purl/10345700
[8] IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS. PREPRINT VERSION. ACCEPTED FEBRUARY, 2022 https://digital.csic.es/bitstream/10261/295906/1/2574-Household-cloth-object-set%20-Fostering-benchmarking-in-deformable-object-manipulation.pdf
[9] [PDF] Bimanual Robotic Cloth Manipulation for Laundry Folding http://www.pitzer.de/benjamin/_media/pdf/bersch11_iros.pdf
[10] Domestic Robot Ecology https://faculty.cc.gatech.edu/~beki/j17.pdf
[11] THE CHALLENGES OF A LAUNDRY FOLDING ROBOT https://www.reddit.com/r/robotics/comments/xib10a/the_challenges_of_a_laundry_folding_robot/
[12] Preferences and Expectations for Home Robot Tasks https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11591169/
[13] Autonomous robot does laundry https://www.youtube.com/watch?v=Dl0-ZA1DS-4
[14] Human–robot interactions and experiences of staff and service ... https://www.nature.com/articles/s41598-025-86255-w
[15] Robot Autonomy and the Future of Drycleaning and ... https://3laws.io/pages/Robot_Autonomy_and_the_Future_of_Drycleaning_and_Laundry_Services_(Coin-Operated).html
[16] Deep learning-based robotic cloth manipulation applications https://www.frontiersin.org/journals/robotics-and-ai/articles/10.3389/frobt.2026.1752914/full
[17] [PDF] Unfolding the Literature: A Review of Robotic Cloth Manipulation https://arxiv.org/pdf/2407.01361.pdf
[18] Lessons from a Laundry-Folding Robot - Joanna Stern's Newsletter https://joannastern.beehiiv.com/p/lessons-from-a-laundry-folding-robot-a12826d129ce7ece
