深層強化学習によるマルチロータ航空ロボットの運動制御
Motion Control in Multi-Rotor Aerial Robots Using Deep Reinforcement Learning
ドローンによる積層造形の運動制御に深層強化学習を適用し、DDPGとTD3をカリキュラム学習で比較した。TD3が質量変化のある状況でも安定して高精度・高成功率を達成した。
著者: Gaurav Shetty, Mahya Ramezani, Hamed Habibi, Holger Voos, Jose Luis Sanchez-Lopez
分類: cs.RO, cs.AI
原文アブストラクト
This paper investigates the application of Deep Reinforcement (DRL) Learning to address motion control challenges in drones for additive manufacturing (AM). Drone-based additive manufacturing promises flexible and autonomous material deposition in large-scale or hazardous environments. However, achieving robust real-time control of a multi-rotor aerial robot under varying payloads and potential disturbances remains challenging. Traditional controllers like PID often require frequent parameter re-tuning, limiting their applicability in dynamic scenarios. We propose a DRL framework that learns adaptable control policies for multi-rotor drones performing waypoint navigation in AM tasks. We compare Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG) and Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient (TD3) within a curriculum learning scheme designed to handle increasing complexity. Our experiments show TD3 consistently balances training stability, accuracy, and success, particularly when mass variability is introduced. These findings provide a scalable path toward robust, autonomous drone control in additive manufacturing.
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