ロボットマニピュレーションのための能動的探索
Active Exploration for Robotic Manipulation
確率的モデルのアンサンブルで情報利得を見積もり、モデル予測制御で探索と報酬最大化を両立させる、疎な報酬のマニピュレーションタスク向け能動的探索手法を提案し、実機のボール押しタスクで検証した。
著者: Tim Schneider, Boris Belousov, Georgia Chalvatzaki, Diego Romeres, Devesh K. Jha, Jan Peters
分類: cs.RO, cs.LG
原文アブストラクト
Robotic manipulation stands as a largely unsolved problem despite significant advances in robotics and machine learning in recent years. One of the key challenges in manipulation is the exploration of the dynamics of the environment when there is continuous contact between the objects being manipulated. This paper proposes a model-based active exploration approach that enables efficient learning in sparse-reward robotic manipulation tasks. The proposed method estimates an information gain objective using an ensemble of probabilistic models and deploys model predictive control (MPC) to plan actions online that maximize the expected reward while also performing directed exploration. We evaluate our proposed algorithm in simulation and on a real robot, trained from scratch with our method, on a challenging ball pushing task on tilted tables, where the target ball position is not known to the agent a-priori. Our real-world robot experiment serves as a fundamental application of active exploration in model-based reinforcement learning of complex robotic manipulation tasks.
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