深層強化学習とCPGを組み合わせたソフトヘビロボットの移動制御
Learning to Locomote with Deep Neural-Network and CPG-based Control in a Soft Snake Robot
松岡振動子によるCPGと深層強化学習を閉ループで統合し、目標追従可能なソフトヘビロボットの移動制御手法を提案・実機検証した。
著者: Xuan Liu, Renato Gasoto, Cagdas Onal, Jie Fu
分類: cs.RO, cs.NE, math.DS
原文アブストラクト
In this paper, we present a new locomotion control method for soft robot snakes. Inspired by biological snakes, our control architecture is composed of two key modules: A deep reinforcement learning (RL) module for achieving adaptive goal-tracking behaviors with changing goals, and a central pattern generator (CPG) system with Matsuoka oscillators for generating stable and diverse locomotion patterns. The two modules are interconnected into a closed-loop system: The RL module, analogizing the locomotion region located in the midbrain of vertebrate animals, regulates the input to the CPG system given state feedback from the robot. The output of the CPG system is then translated into pressure inputs to pneumatic actuators of the soft snake robot. Based on the fact that the oscillation frequency and wave amplitude of the Matsuoka oscillator can be independently controlled under different time scales, we further adapt the option-critic framework to improve the learning performance measured by optimality and data efficiency. The performance of the proposed controller is experimentally validated with both simulated and real soft snake robots.
関連論文
- 流体興奮性ニューロンのためのエネルギーベースモデリングソフトロボティクス
- 剛体マニピュレータの動きで受動腱駆動ソフト延長部を駆動・制御する手法ソフトロボティクス
- 太陽光で自走するサブグラム級ソフトロボットソフトロボティクス
- データ駆動によるソフトヘリコイドロボットの精密制御ソフトロボティクス
- PneuGen:LLMエージェントによるソフト空気圧ロボットのタスク駆動型協調設計ソフトロボティクス
- 柔軟トランクロボットの動的形状制御ソフトロボティクス
