シミュレーション学習による物体押し操作のための自己適応型リカレントモデル
Self-Adapting Recurrent Models for Object Pushing from Learning in Simulation
物理シミュレータ上でLSTMベースの押し操作ダイナミクスモデルを学習し、実機では数ステップで対象物体の動特性に適応するRMPPI制御を提案した論文。
著者: Lin Cong, Michael Görner, Philipp Ruppel, Hongzhuo Liang, Norman Hendrich, Jianwei Zhang
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Planar pushing remains a challenging research topic, where building the dynamic model of the interaction is the core issue. Even an accurate analytical dynamic model is inherently unstable because physics parameters such as inertia and friction can only be approximated. Data-driven models usually rely on large amounts of training data, but data collection is time consuming when working with real robots. In this paper, we collect all training data in a physics simulator and build an LSTM-based model to fit the pushing dynamics. Domain Randomization is applied to capture the pushing trajectories of a generalized class of objects. When executed on the real robot, the trained recursive model adapts to the tracked object's real dynamics within a few steps. We propose the algorithm \emph{Recurrent} Model Predictive Path Integral (RMPPI) as a variation of the original MPPI approach, employing state-dependent recurrent models. As a comparison, we also train a Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG) network as a model-free baseline, which is also used as the action generator in the data collection phase. During policy training, Hindsight Experience Replay is used to improve exploration efficiency. Pushing experiments on our UR5 platform demonstrate the model's adaptability and the effectiveness of the proposed framework.
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