モデルフリー制約付き強化学習による移動マニピュレータの動的物体ゴール押し込み
Dynamic object goal pushing with mobile manipulators through model-free constrained reinforcement learning
四脚ロボットに搭載したアームで、未知の物体を押して目標位置・姿勢へ移動させる制約付き強化学習制御器を開発し、実機で高いロバスト性を示した。
著者: Ioannis Dadiotis, Mayank Mittal, Nikos Tsagarakis, Marco Hutter
分類: cs.RO, cs.LG, cs.SY, eess.SY
原文アブストラクト
Non-prehensile pushing to move and reorient objects to a goal is a versatile loco-manipulation skill. In the real world, the object's physical properties and friction with the floor contain significant uncertainties, which makes the task challenging for a mobile manipulator. In this paper, we develop a learning-based controller for a mobile manipulator to move an unknown object to a desired position and yaw orientation through a sequence of pushing actions. The proposed controller for the robotic arm and the mobile base motion is trained using a constrained Reinforcement Learning (RL) formulation. We demonstrate its capability in experiments with a quadrupedal robot equipped with an arm. The learned policy achieves a success rate of 91.35% in simulation and at least 80% on hardware in challenging scenarios. Through our extensive hardware experiments, we show that the approach demonstrates high robustness against unknown objects of different masses, materials, sizes, and shapes. It reactively discovers the pushing location and direction, thus achieving contact-rich behavior while observing only the pose of the object. Additionally, we demonstrate the adaptive behavior of the learned policy towards preventing the object from toppling.
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