解釈可能なハミルトン・ヤコビ到達可能性に導かれた外乱によるロバスト方策の学習
Learning Robust Policies via Interpretable Hamilton-Jacobi Reachability-Guided Disturbances
ハミルトン・ヤコビ到達可能性解析を用いて最悪ケースの外乱を生成し、敵対的強化学習と組み合わせることで、外部のブラックボックス敵対者なしにロバストな方策を訓練するフレームワークを提案した。
著者: Hanyang Hu, Xilun Zhang, Xubo Lyu, Mo Chen
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Deep Reinforcement Learning (RL) has shown remarkable success in robotics with complex and heterogeneous dynamics. However, its vulnerability to unknown disturbances and adversarial attacks remains a significant challenge. In this paper, we propose a robust policy training framework that integrates model-based control principles with adversarial RL training to improve robustness without the need for external black-box adversaries. Our approach introduces a novel Hamilton-Jacobi reachability-guided disturbance for adversarial RL training, where we use interpretable worst-case or near-worst-case disturbances as adversaries against the robust policy. We evaluated its effectiveness across three distinct tasks: a reach-avoid game in both simulation and real-world settings, and a highly dynamic quadrotor stabilization task in simulation. We validate that our learned critic network is consistent with the ground-truth HJ value function, while the policy network shows comparable performance with other learning-based methods.
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