混雑環境における位置ベース注意機構を用いた目標指向物体押し操作の学習
Learning Goal-Directed Object Pushing in Cluttered Scenes With Location-Based Attention
強化学習と位置ベース注意機構を組み合わせ、障害物が多い環境でもロボットが物体を目標姿勢まで衝突回避しながら押し操作できる手法を提案し、実機で検証した。
著者: Nils Dengler, Juan Del Aguila Ferrandis, João Moura, Sethu Vijayakumar, Maren Bennewitz
分類: cs.RO
原文アブストラクト
In complex scenarios where typical pick-and-place techniques are insufficient, often non-prehensile manipulation can ensure that a robot is able to fulfill its task. However, non-prehensile manipulation is challenging due to its underactuated nature with hybrid-dynamics, where a robot needs to reason about an object's long-term behavior and contact-switching, while being robust to contact uncertainty. The presence of clutter in the workspace further complicates this task, introducing the need to include more advanced spatial analysis to avoid unwanted collisions. Building upon prior work on reinforcement learning with multimodal categorical exploration for planar pushing, we propose to incorporate location-based attention to enable robust manipulation in cluttered scenes. Unlike previous approaches addressing this obstacle avoiding pushing task, our framework requires no predefined global paths and considers the desired target orientation of the manipulated object. Experimental results in simulation as well as with a real KUKA iiwa robot arm demonstrate that our learned policy manipulates objects successfully while avoiding collisions through complex obstacle configurations, including dynamic obstacles, to reach the desired target pose.
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