マルチエージェント強化学習によるクアッドロータUAVの低レベル制御
Multi-Agent Reinforcement Learning for the Low-Level Control of a Quadrotor UAV
クアッドロータの動力学を並進とヨーに分解し、協調する複数の強化学習エージェントで低レベル制御を学習させる手法を提案。単一エージェントより学習効率と飛行安定性が向上することを示した。
著者: Beomyeol Yu, Taeyoung Lee
分類: cs.RO, cs.SY, eess.SY
原文アブストラクト
By leveraging the underlying structures of the quadrotor dynamics, we propose multi-agent reinforcement learning frameworks to innovate the low-level control of a quadrotor, where independent agents operate cooperatively to achieve a common goal. While single-agent reinforcement learning has been successfully applied in quadrotor controls, training a large monolithic network is often data-intensive and time-consuming. Moreover, achieving agile yawing control remains a significant challenge due to the strongly coupled nature of the quadrotor dynamics. To address this, we decompose the quadrotor dynamics into translational and yawing components and assign collaborative reinforcement learning agents to each part to facilitate more efficient training. Additionally, we introduce regularization terms to mitigate steady-state errors and prevent excessive maneuvers. Benchmark studies, including sim-to-sim transfer verification, demonstrate that our proposed training schemes substantially improve the convergence rate of training, while enhancing flight control performance and stability compared to traditional single-agent approaches.
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