トポロジー表現を用いた強化学習による全身腕マニピュレーションでの人体搬送
Reinforcement Learning in Topology-based Representation for Human Body Movement with Whole Arm Manipulation
ロボットが腕全体で人間を抱え搬送するタスクを、腕と胴体の位置から計算するトポロジー座標で表現し、強化学習で外乱や人間の動きに直接対応できる方策を学習した。異なる体型の人間や知覚ノイズにも対応でき、実機にも転移可能なことを示した。
著者: Weihao Yuan, Kaiyu Hang, Haoran Song, Danica Kragic, Michael Y. Wang, Johannes A. Stork
分類: cs.RO, cs.AI, cs.LG
原文アブストラクト
Moving a human body or a large and bulky object can require the strength of whole arm manipulation (WAM). This type of manipulation places the load on the robot's arms and relies on global properties of the interaction to succeed---rather than local contacts such as grasping or non-prehensile pushing. In this paper, we learn to generate motions that enable WAM for holding and transporting of humans in certain rescue or patient care scenarios. We model the task as a reinforcement learning problem in order to provide a behavior that can directly respond to external perturbation and human motion. For this, we represent global properties of the robot-human interaction with topology-based coordinates that are computed from arm and torso positions. These coordinates also allow transferring the learned policy to other body shapes and sizes. For training and evaluation, we simulate a dynamic sea rescue scenario and show in quantitative experiments that the policy can solve unseen scenarios with differently-shaped humans, floating humans, or with perception noise. Our qualitative experiments show the subsequent transporting after holding is achieved and we demonstrate that the policy can be directly transferred to a real world setting.
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