クアッドロータ低レベル制御のための同変強化学習フレームワーク
Equivariant Reinforcement Learning Frameworks for Quadrotor Low-Level Control
クアッドロータの動力学に含まれる回転・鏡映対称性を同変ネットワークに組み込み、少ないデータで効率的に低レベル制御を学習する強化学習手法を提案した。
著者: Beomyeol Yu, Taeyoung Lee
分類: cs.RO, math.OC
原文アブストラクト
Improving sampling efficiency and generalization capability is critical for the successful data-driven control of quadrotor unmanned aerial vehicles (UAVs) that are inherently unstable. While various reinforcement learning (RL) approaches have been applied to autonomous quadrotor flight, they often require extensive training data, posing multiple challenges and safety risks in practice. To address these issues, we propose data-efficient, equivariant monolithic and modular RL frameworks for quadrotor low-level control. Specifically, by identifying the rotational and reflectional symmetries in quadrotor dynamics and encoding these symmetries into equivariant network models, we remove redundancies of learning in the state-action space. This approach enables the optimal control action learned in one configuration to automatically generalize into other configurations via symmetry, thereby enhancing data efficiency. Experimental results demonstrate that our equivariant approaches significantly outperform their non-equivariant counterparts in terms of learning efficiency and flight performance.
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