能動学習による抽象プラン実行可能性の獲得
Active Learning of Abstract Plan Feasibility
ロボットが自ら探索的にプランを実行し、その成否から抽象プランの実行可能性を予測するモデルを能動学習で効率的に獲得する手法を提案し、実機の積み上げタスクで有効性を示した。
著者: Michael Noseworthy, Caris Moses, Isaiah Brand, Sebastian Castro, Leslie Kaelbling, Tomás Lozano-Pérez, Nicholas Roy
分類: cs.RO, cs.AI
原文アブストラクト
Long horizon sequential manipulation tasks are effectively addressed hierarchically: at a high level of abstraction the planner searches over abstract action sequences, and when a plan is found, lower level motion plans are generated. Such a strategy hinges on the ability to reliably predict that a feasible low level plan will be found which satisfies the abstract plan. However, computing Abstract Plan Feasibility (APF) is difficult because the outcome of a plan depends on real-world phenomena that are difficult to model, such as noise in estimation and execution. In this work, we present an active learning approach to efficiently acquire an APF predictor through task-independent, curious exploration on a robot. The robot identifies plans whose outcomes would be informative about APF, executes those plans, and learns from their successes or failures. Critically, we leverage an infeasible subsequence property to prune candidate plans in the active learning strategy, allowing our system to learn from less data. We evaluate our strategy in simulation and on a real Franka Emika Panda robot with integrated perception, experimentation, planning, and execution. In a stacking domain where objects have non-uniform mass distributions, we show that our system permits real robot learning of an APF model in four hundred self-supervised interactions, and that our learned model can be used effectively in multiple downstream tasks.
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