安定性を保証する深層エネルギー整形方策によるマニピュレーション学習
Learning Deep Energy Shaping Policies for Stability-Guaranteed Manipulation
ラグランジュ系のエネルギー整形制御に基づく解釈可能な深層方策構造を導出し、受動性に基づいて未知環境との接触時にも安定性を保証するモデルフリー強化学習を実現、実機のペグ挿入タスクで実証した。
著者: Shahbaz Abdul Khader, Hang Yin, Pietro Falco, Danica Kragic
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Deep reinforcement learning (DRL) has been successfully used to solve various robotic manipulation tasks. However, most of the existing works do not address the issue of control stability. This is in sharp contrast to the control theory community where the well-established norm is to prove stability whenever a control law is synthesized. What makes traditional stability analysis difficult for DRL are the uninterpretable nature of the neural network policies and unknown system dynamics. In this work, stability is obtained by deriving an interpretable deep policy structure based on the $\textit{energy shaping}$ control of Lagrangian systems. Then, stability during physical interaction with an unknown environment is established based on $\textit{passivity}$. The result is a stability guaranteeing DRL in a model-free framework that is general enough for contact-rich manipulation tasks. With an experiment on a peg-in-hole task, we demonstrate, to the best of our knowledge, the first DRL with stability guarantee on a real robotic manipulator.
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