適応的力インピーダンス行動空間によるロボットマニピュレーション技能の学習
Learning Robotic Manipulation Skills Using an Adaptive Force-Impedance Action Space
強化学習による遅い戦略最適化とリアルタイム適応制御を組み合わせた生体模倣の行動空間AFORCEを提案し、接触の多い実機マニピュレーションでサンプル効率・省エネ・安全性の向上を示した。
著者: Maximilian Ulmer, Elie Aljalbout, Sascha Schwarz, Sami Haddadin
分類: cs.RO, cs.LG
原文アブストラクト
Intelligent agents must be able to think fast and slow to perform elaborate manipulation tasks. Reinforcement Learning (RL) has led to many promising results on a range of challenging decision-making tasks. However, in real-world robotics, these methods still struggle, as they require large amounts of expensive interactions and have slow feedback loops. On the other hand, fast human-like adaptive control methods can optimize complex robotic interactions, yet fail to integrate multimodal feedback needed for unstructured tasks. In this work, we propose to factor the learning problem in a hierarchical learning and adaption architecture to get the best of both worlds. The framework consists of two components, a slow reinforcement learning policy optimizing the task strategy given multimodal observations, and a fast, real-time adaptive control policy continuously optimizing the motion, stability, and effort of the manipulator. We combine these components through a bio-inspired action space that we call AFORCE. We demonstrate the new action space on a contact-rich manipulation task on real hardware and evaluate its performance on three simulated manipulation tasks. Our experiments show that AFORCE drastically improves sample efficiency while reducing energy consumption and improving safety.
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