射影拡散モデルによるマルチロボット同時動作計画
Simultaneous Multi-Robot Motion Planning with Projected Diffusion Models
拡散モデルのサンプリングに制約付き最適化を組み込み、衝突回避と運動学的実現性を満たすマルチロボット動作計画手法SMDを提案し、新しいベンチマークで従来手法を上回る性能を示した。
著者: Jinhao Liang, Jacob K Christopher, Sven Koenig, Ferdinando Fioretto
分類: cs.RO, cs.AI, cs.LG
原文アブストラクト
Recent advances in diffusion models hold significant potential in robotics, enabling the generation of diverse and smooth trajectories directly from raw representations of the environment. Despite this promise, applying diffusion models to motion planning remains challenging due to their difficulty in enforcing critical constraints, such as collision avoidance and kinematic feasibility. These limitations become even more pronounced in Multi-Robot Motion Planning (MRMP), where multiple robots must coordinate in shared spaces. To address these challenges, this work proposes Simultaneous MRMP Diffusion (SMD), a novel approach integrating constrained optimization into the diffusion sampling process to produce collision-free, kinematically feasible trajectories. Additionally, the paper introduces a comprehensive MRMP benchmark to evaluate trajectory planning algorithms across scenarios with varying robot densities, obstacle complexities, and motion constraints. Experimental results show SMD consistently outperforms classical and other learning-based motion planners, achieving higher success rates and efficiency in complex multi-robot environments.
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