計画と拡散を組み合わせた未知ダイナミクス下での移動マニピュレーション
Combining Planning and Diffusion for Mobility with Unknown Dynamics
未知のダイナミクスを持つ物体の長期的な移動操作に対し、障害物を考慮した経路計画と短期的な相対運動の拡散ポリシーを階層的に組み合わせる手法を提案し、椅子を押し引きするSpotロボットで有効性を示した。
著者: Yajvan Ravan, Zhutian Yang, Tao Chen, Tomás Lozano-Pérez, Leslie Pack Kaelbling
分類: cs.RO, cs.AI
原文アブストラクト
Manipulation of large objects over long horizons (such as carts in a warehouse) is an essential skill for deployable robotic systems. Large objects require mobile manipulation which involves simultaneous manipulation, navigation, and movement with the object in tow. In many real-world situations, object dynamics are incredibly complex, such as the interaction of an office chair (with a rotating base and five caster wheels) and the ground. We present a hierarchical algorithm for long-horizon robot manipulation problems in which the dynamics are partially unknown. We observe that diffusion-based behavior cloning is highly effective for short-horizon problems with unknown dynamics, so we decompose the problem into an abstract high-level, obstacle-aware motion-planning problem that produces a waypoint sequence. We use a short-horizon, relative-motion diffusion policy to achieve the waypoints in sequence. We train mobile manipulation policies on a Spot robot that has to push and pull an office chair. Our hierarchical manipulation policy performs consistently better, especially when the horizon increases, compared to a diffusion policy trained on long-horizon demonstrations or motion planning assuming a rigidly-attached object (success rate of 8 (versus 0 and 5 respectively) out of 10 runs). Importantly, our learned policy generalizes to new layouts, grasps, chairs, and flooring that induces more friction, without any further training, showing promise for other complex mobile manipulation problems. Project Page: https://yravan.github.io/plannerorderedpolicy/
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