模倣の技法:少数の実演から長期的マニピュレーションタスクを学習する
The Art of Imitation: Learning Long-Horizon Manipulation Tasks from Few Demonstrations
RGB-D観察と5回の実演のみから、スキル分割とリーマン幾何GMMを用いて複雑なロボット操作タスクを高サンプル効率で学習する手法を提案。
著者: Jan Ole von Hartz, Tim Welschehold, Abhinav Valada, Joschka Boedecker
分類: cs.RO, cs.LG
原文アブストラクト
Task Parametrized Gaussian Mixture Models (TP-GMM) are a sample-efficient method for learning object-centric robot manipulation tasks. However, there are several open challenges to applying TP-GMMs in the wild. In this work, we tackle three crucial challenges synergistically. First, end-effector velocities are non-Euclidean and thus hard to model using standard GMMs. We thus propose to factorize the robot's end-effector velocity into its direction and magnitude, and model them using Riemannian GMMs. Second, we leverage the factorized velocities to segment and sequence skills from complex demonstration trajectories. Through the segmentation, we further align skill trajectories and hence leverage time as a powerful inductive bias. Third, we present a method to automatically detect relevant task parameters per skill from visual observations. Our approach enables learning complex manipulation tasks from just five demonstrations while using only RGB-D observations. Extensive experimental evaluations on RLBench demonstrate that our approach achieves state-of-the-art performance with 20-fold improved sample efficiency. Our policies generalize across different environments, object instances, and object positions, while the learned skills are reusable.
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