手術ロボットによる柔軟組織の自律操作に向けた協調学習:近似Q学習アプローチ
Toward Synergic Learning for Autonomous Manipulation of Deformable Tissues via Surgical Robots: An Approximate Q-Learning Approach
未知の柔軟組織を間接的に操作するため、人間の知識で特徴量を選びつつ線形近似Q学習で最適行動を学ぶ手法を提案し、シミュレーションで有効性を示した。
著者: Sahba Aghajani Pedram, Peter Walker Ferguson, Changyeob Shin, Ankur Mehta, Erik P. Dutson, Farshid Alambeigi, Jacob Rosen
分類: cs.RO, cs.AI, cs.LG
原文アブストラクト
In this paper, we present a synergic learning algorithm to address the task of indirect manipulation of an unknown deformable tissue. Tissue manipulation is a common yet challenging task in various surgical interventions, which makes it a good candidate for robotic automation. We propose using a linear approximate Q-learning method in which human knowledge contributes to selecting useful yet simple features of tissue manipulation while the algorithm learns to take optimal actions and accomplish the task. The algorithm is implemented and evaluated on a simulation using the OpenCV and CHAI3D libraries. Successful simulation results for four different configurations which are based on realistic tissue manipulation scenarios are presented. Results indicate that with a careful selection of relatively simple and intuitive features, the developed Q-learning algorithm can successfully learn an optimal policy without any prior knowledge of tissue dynamics or camera intrinsic/extrinsic calibration parameters.
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