不完全なデモンストレーションからの自己教師あり学習によるロボットマニピュレーション
Learning from Imperfect Demonstrations with Self-Supervision for Robotic Manipulation
失敗を含む不完全なデモデータを自己教師ありで評価・選別し、高品質な部分を訓練データに追加することで、ロボットマニピュレーションの成功率を向上させるフレームワークを提案。
著者: Kun Wu, Ning Liu, Zhen Zhao, Di Qiu, Jinming Li, Zhengping Che, Zhiyuan Xu, Jian Tang
分類: cs.RO, cs.AI
原文アブストラクト
Improving data utilization, especially for imperfect data from task failures, is crucial for robotic manipulation due to the challenging, time-consuming, and expensive data collection process in the real world. Current imitation learning (IL) typically discards imperfect data, focusing solely on successful expert data. While reinforcement learning (RL) can learn from explorations and failures, the sim2real gap and its reliance on dense reward and online exploration make it difficult to apply effectively in real-world scenarios. In this work, we aim to conquer the challenge of leveraging imperfect data without the need for reward information to improve the model performance for robotic manipulation in an offline manner. Specifically, we introduce a Self-Supervised Data Filtering framework (SSDF) that combines expert and imperfect data to compute quality scores for failed trajectory segments. High-quality segments from the failed data are used to expand the training dataset. Then, the enhanced dataset can be used with any downstream policy learning method for robotic manipulation tasks. Extensive experiments on the ManiSkill2 benchmark built on the high-fidelity Sapien simulator and real-world robotic manipulation tasks using the Franka robot arm demonstrated that the SSDF can accurately expand the training dataset with high-quality imperfect data and improve the success rates for all robotic manipulation tasks.
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