超音波画像を用いた深層強化学習によるロボットナビゲーション
Ultrasound-Guided Robotic Navigation with Deep Reinforcement Learning
超音波画像を入力とする初の強化学習ベースのロボットナビゲーション手法を提案し、深層Qネットワークと終了判定用分類器を組み合わせて仙骨への誘導を実現した。
著者: Hannes Hase, Mohammad Farid Azampour, Maria Tirindelli, Magdalini Paschali, Walter Simson, Emad Fatemizadeh, Nassir Navab
分類: cs.LG, cs.RO, stat.ML
原文アブストラクト
In this paper we introduce the first reinforcement learning (RL) based robotic navigation method which utilizes ultrasound (US) images as an input. Our approach combines state-of-the-art RL techniques, specifically deep Q-networks (DQN) with memory buffers and a binary classifier for deciding when to terminate the task. Our method is trained and evaluated on an in-house collected data-set of 34 volunteers and when compared to pure RL and supervised learning (SL) techniques, it performs substantially better, which highlights the suitability of RL navigation for US-guided procedures. When testing our proposed model, we obtained a 82.91% chance of navigating correctly to the sacrum from 165 different starting positions on 5 different unseen simulated environments.
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