関節構造体の効率的な微分可能シミュレーション
Efficient Differentiable Simulation of Articulated Bodies
空間代数と随伴法で関節構造体の前向きダイナミクスの勾配を導出し、自動微分より桁違いに高速かつ省メモリな微分可能シミュレーションを実現した。強化学習や制御・逆問題の最適化を大幅に加速できることを示した。
著者: Yi-Ling Qiao, Junbang Liang, Vladlen Koltun, Ming C. Lin
分類: cs.LG, cs.GR, cs.RO
原文アブストラクト
We present a method for efficient differentiable simulation of articulated bodies. This enables integration of articulated body dynamics into deep learning frameworks, and gradient-based optimization of neural networks that operate on articulated bodies. We derive the gradients of the forward dynamics using spatial algebra and the adjoint method. Our approach is an order of magnitude faster than autodiff tools. By only saving the initial states throughout the simulation process, our method reduces memory requirements by two orders of magnitude. We demonstrate the utility of efficient differentiable dynamics for articulated bodies in a variety of applications. We show that reinforcement learning with articulated systems can be accelerated using gradients provided by our method. In applications to control and inverse problems, gradient-based optimization enabled by our work accelerates convergence by more than an order of magnitude.
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