物理制約を考慮したデータ不要アクションマスキングによる組合せ組立順序計画
Physics-Aware Combinatorial Assembly Sequence Planning using Data-free Action Masking
深層強化学習と物理を考慮したオンラインアクションマスキングを用いて、レゴブロックなどの組合せ組立において物理的に実行可能な組立順序を計画する手法を提案し、250以上の構造物で100%の成功率を達成した。
著者: Ruixuan Liu, Alan Chen, Weiye Zhao, Changliu Liu
分類: cs.RO, cs.LG
原文アブストラクト
Combinatorial assembly uses standardized unit primitives to build objects that satisfy user specifications. This paper studies assembly sequence planning (ASP) for physical combinatorial assembly. Given the shape of the desired object, the goal is to find a sequence of actions for placing unit primitives to build the target object. In particular, we aim to ensure the planned assembly sequence is physically executable. However, ASP for combinatorial assembly is particularly challenging due to its combinatorial nature. To address the challenge, we employ deep reinforcement learning to learn a construction policy for placing unit primitives sequentially to build the desired object. Specifically, we design an online physics-aware action mask that filters out invalid actions, which effectively guides policy learning and ensures violation-free deployment. In the end, we apply the proposed method to Lego assembly with more than 250 3D structures. The experiment results demonstrate that the proposed method plans physically valid assembly sequences to build all structures, achieving a $100\%$ success rate, whereas the best comparable baseline fails more than $40$ structures. Our implementation is available at \url{https://github.com/intelligent-control-lab/PhysicsAwareCombinatorialASP}.
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