自己中心視覚と深層強化学習によるロボットサッカーの学習
Learning Robot Soccer from Egocentric Vision with Deep Reinforcement Learning
自己中心的なRGB視覚のみを入力とし、関節レベルの行動を出力するマルチエージェントロボットサッカーの方策を深層強化学習で訓練し、シミュレーションから実機へ転移することに成功した。
著者: Dhruva Tirumala, Markus Wulfmeier, Ben Moran, Sandy Huang, Jan Humplik, Guy Lever, Tuomas Haarnoja, Leonard Hasenclever, Arunkumar Byravan, Nathan Batchelor, Neil Sreendra, Kushal Patel, Marlon Gwira, Francesco Nori, Martin Riedmiller, Nicolas Heess
分類: cs.RO, cs.AI
原文アブストラクト
We apply multi-agent deep reinforcement learning (RL) to train end-to-end robot soccer policies with fully onboard computation and sensing via egocentric RGB vision. This setting reflects many challenges of real-world robotics, including active perception, agile full-body control, and long-horizon planning in a dynamic, partially-observable, multi-agent domain. We rely on large-scale, simulation-based data generation to obtain complex behaviors from egocentric vision which can be successfully transferred to physical robots using low-cost sensors. To achieve adequate visual realism, our simulation combines rigid-body physics with learned, realistic rendering via multiple Neural Radiance Fields (NeRFs). We combine teacher-based multi-agent RL and cross-experiment data reuse to enable the discovery of sophisticated soccer strategies. We analyze active-perception behaviors including object tracking and ball seeking that emerge when simply optimizing perception-agnostic soccer play. The agents display equivalent levels of performance and agility as policies with access to privileged, ground-truth state. To our knowledge, this paper constitutes a first demonstration of end-to-end training for multi-agent robot soccer, mapping raw pixel observations to joint-level actions, that can be deployed in the real world. Videos of the game-play and analyses can be seen on our website https://sites.google.com/view/vision-soccer .
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