遮蔽環境下での非把持マニピュレーションのための視触覚推定と制御の学習
Learning Visuotactile Estimation and Control for Non-prehensile Manipulation under Occlusions
シミュレーションで訓練した特権方策の多様な相互作用データを活用し、ベイズ深層学習による視触覚状態推定器と不確実性を考慮した制御方策を学習することで、遮蔽のある非把持マニピュレーションを実機で実現した。
著者: Juan Del Aguila Ferrandis, João Moura, Sethu Vijayakumar
分類: cs.RO, cs.LG
原文アブストラクト
Manipulation without grasping, known as non-prehensile manipulation, is essential for dexterous robots in contact-rich environments, but presents many challenges relating with underactuation, hybrid-dynamics, and frictional uncertainty. Additionally, object occlusions in a scenario of contact uncertainty and where the motion of the object evolves independently from the robot becomes a critical problem, which previous literature fails to address. We present a method for learning visuotactile state estimators and uncertainty-aware control policies for non-prehensile manipulation under occlusions, by leveraging diverse interaction data from privileged policies trained in simulation. We formulate the estimator within a Bayesian deep learning framework, to model its uncertainty, and then train uncertainty-aware control policies by incorporating the pre-learned estimator into the reinforcement learning (RL) loop, both of which lead to significantly improved estimator and policy performance. Therefore, unlike prior non-prehensile research that relies on complex external perception set-ups, our method successfully handles occlusions after sim-to-real transfer to robotic hardware with a simple onboard camera. See our video: https://youtu.be/hW-C8i_HWgs.
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