人間-ロボット相互作用のためのマルチモーダル潜在ダイナミクス学習
Learning Multimodal Latent Dynamics for Human-Robot Interaction
人間同士の相互作用から潜在ダイナミクスを学習し、人間の観測からロボット動作を生成する手法を提案。ユーザー研究で人間らしさと精度が向上することを示した。
著者: Vignesh Prasad, Lea Heitlinger, Dorothea Koert, Ruth Stock-Homburg, Jan Peters, Georgia Chalvatzaki
分類: cs.RO, cs.HC, cs.LG
原文アブストラクト
This article presents a method for learning well-coordinated Human-Robot Interaction (HRI) from Human-Human Interactions (HHI). We devise a hybrid approach using Hidden Markov Models (HMMs) as the latent space priors for a Variational Autoencoder to model a joint distribution over the interacting agents. We leverage the interaction dynamics learned from HHI to learn HRI and incorporate the conditional generation of robot motions from human observations into the training, thereby predicting more accurate robot trajectories. The generated robot motions are further adapted with Inverse Kinematics to ensure the desired physical proximity with a human, combining the ease of joint space learning and accurate task space reachability. For contact-rich interactions, we modulate the robot's stiffness using HMM segmentation for a compliant interaction. We verify the effectiveness of our approach deployed on a Humanoid robot via a user study. Our method generalizes well to various humans despite being trained on data from just two humans. We find that users perceive our method as more human-like, timely, and accurate and rank our method with a higher degree of preference over other baselines. We additionally show the ability of our approach to generate successful interactions in a more complex scenario of Bimanual Robot-to-Human Handovers.
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