階層型インタラクティブ多物体探索の学習:移動マニピュレーションに向けて
Learning Hierarchical Interactive Multi-Object Search for Mobile Manipulation
扉を開けたり棚を開けて目的物を探すため、探索・移動・操作を階層強化学習で組み合わせるHIMOSを提案し、未知環境へのゼロショット転移や失敗への頑健性を示した。
著者: Fabian Schmalstieg, Daniel Honerkamp, Tim Welschehold, Abhinav Valada
分類: cs.RO, cs.AI, cs.LG
原文アブストラクト
Existing object-search approaches enable robots to search through free pathways, however, robots operating in unstructured human-centered environments frequently also have to manipulate the environment to their needs. In this work, we introduce a novel interactive multi-object search task in which a robot has to open doors to navigate rooms and search inside cabinets and drawers to find target objects. These new challenges require combining manipulation and navigation skills in unexplored environments. We present HIMOS, a hierarchical reinforcement learning approach that learns to compose exploration, navigation, and manipulation skills. To achieve this, we design an abstract high-level action space around a semantic map memory and leverage the explored environment as instance navigation points. We perform extensive experiments in simulation and the real world that demonstrate that, with accurate perception, the decision making of HIMOS effectively transfers to new environments in a zero-shot manner. It shows robustness to unseen subpolicies, failures in their execution, and different robot kinematics. These capabilities open the door to a wide range of downstream tasks across embodied AI and real-world use cases.
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