データセット洗練によるロボットマニピュレーションのためのガウス過程陰関数曲面の制約
Constraining Gaussian Process Implicit Surfaces for Robot Manipulation via Dataset Refinement
視覚と状態追跡から接触データを推定し、ガウス過程陰関数曲面で障害物をモデル化してMPCで回避する手法を提案。実世界のケーブル操作で10/10成功。
著者: Abhinav Kumar, Peter Mitrano, Dmitry Berenson
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Model-based control faces fundamental challenges in partially-observable environments due to unmodeled obstacles. We propose an online learning and optimization method to identify and avoid unobserved obstacles online. Our method, Constraint Obeying Gaussian Implicit Surfaces (COGIS), infers contact data using a combination of visual input and state tracking, informed by predictions from a nominal dynamics model. We then fit a Gaussian process implicit surface (GPIS) to these data and refine the dataset through a novel method of enforcing constraints on the estimated surface. This allows us to design a Model Predictive Control (MPC) method that leverages the obstacle estimate to complete multiple manipulation tasks. By modeling the environment instead of attempting to directly adapt the dynamics, our method succeeds at both low-dimensional peg-in-hole tasks and high-dimensional deformable object manipulation tasks. Our method succeeds in 10/10 trials vs 1/10 for a baseline on a real-world cable manipulation task under partial observability of the environment.
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