深層強化学習によるワイヤレスカプセル内視鏡の胃カバレッジスキャン制御
Deep Reinforcement Learning-Based Control for Stomach Coverage Scanning of Wireless Capsule Endoscopy
磁気カプセル内視鏡で胃全体をくまなくスキャンするため、VR-Capsシミュレータ上でPPOとSACを比較し、150秒で98%のカバレッジを達成した。
著者: Yameng Zhang, Long Bai, Li Liu, Hongliang Ren, Max Q. -H. Meng
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Due to its non-invasive and painless characteristics, wireless capsule endoscopy has become the new gold standard for assessing gastrointestinal disorders. Omissions, however, could occur throughout the examination since controlling capsule endoscope can be challenging. In this work, we control the magnetic capsule endoscope for the coverage scanning task in the stomach based on reinforcement learning so that the capsule can comprehensively scan every corner of the stomach. We apply a well-made virtual platform named VR-Caps to simulate the process of stomach coverage scanning with a capsule endoscope model. We utilize and compare two deep reinforcement learning algorithms, the Proximal Policy Optimization (PPO) and Soft Actor-Critic (SAC) algorithms, to train the permanent magnetic agent, which actuates the capsule endoscope directly via magnetic fields and then optimizes the scanning efficiency of stomach coverage. We analyze the pros and cons of the two algorithms with different hyperparameters and achieve a coverage rate of 98.04% of the stomach area within 150.37 seconds.
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