ピクセルから計画へ:プランナを模倣した非把持マニピュレーションの学習
Pixels to Plans: Learning Non-Prehensile Manipulation by Imitating a Planner
少量の人手ラベルデータから動作計画器で専門家軌道を生成し、単一RGB-D画像から直接エンドエフェクタ軌道を推定する深層学習モデルPtPNetを提案。フックで靴を持ち上げる非把持タスクで89%の成功率を達成した。
著者: Tarik Tosun, Eric Mitchell, Ben Eisner, Jinwook Huh, Bhoram Lee, Daewon Lee, Volkan Isler, H. Sebastian Seung, Daniel Lee
分類: cs.RO
原文アブストラクト
We present a novel method enabling robots to quickly learn to manipulate objects by leveraging a motion planner to generate "expert" training trajectories from a small amount of human-labeled data. In contrast to the traditional sense-plan-act cycle, we propose a deep learning architecture and training regimen called PtPNet that can estimate effective end-effector trajectories for manipulation directly from a single RGB-D image of an object. Additionally, we present a data collection and augmentation pipeline that enables the automatic generation of large numbers (millions) of training image and trajectory examples with almost no human labeling effort. We demonstrate our approach in a non-prehensile tool-based manipulation task, specifically picking up shoes with a hook. In hardware experiments, PtPNet generates motion plans (open-loop trajectories) that reliably (89% success over 189 trials) pick up four very different shoes from a range of positions and orientations, and reliably picks up a shoe it has never seen before. Compared with a traditional sense-plan-act paradigm, our system has the advantages of operating on sparse information (single RGB-D frame), producing high-quality trajectories much faster than the "expert" planner (300ms versus several seconds), and generalizing effectively to previously unseen shoes.
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