時相論理制約下でのロボットマニピュレーション技能の最適化
Optimizing Demonstrated Robot Manipulation Skills for Temporal Logic Constraints
模倣学習で獲得した技能に対し、Signal Temporal Logicでタスク仕様を記述し、ブラックボックス最適化で軌道を適応させる手法を提案。実機産業タスクで有効性を示した。
著者: Akshay Dhonthi, Philipp Schillinger, Leonel Rozo, Daniele Nardi
分類: cs.RO
原文アブストラクト
For performing robotic manipulation tasks, the core problem is determining suitable trajectories that fulfill the task requirements. Various approaches to compute such trajectories exist, being learning and optimization the main driving techniques. Our work builds on the learning-from-demonstration (LfD) paradigm, where an expert demonstrates motions, and the robot learns to imitate them. However, expert demonstrations are not sufficient to capture all sorts of task specifications, such as the timing to grasp an object. In this paper, we propose a new method that considers formal task specifications within LfD skills. Precisely, we leverage Signal Temporal Logic (STL), an expressive form of temporal properties of systems, to formulate task specifications and use black-box optimization (BBO) to adapt an LfD skill accordingly. We demonstrate our approach in simulation and on a real industrial setting using several tasks that showcase how our approach addresses the LfD limitations using STL and BBO.
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