大規模言語モデルを用いた実世界ロボットマニピュレーションのための自律強化学習に向けて
Towards Autonomous Reinforcement Learning for Real-World Robotic Manipulation with Large Language Models
GPT-4を使って自然言語のタスク記述から報酬関数と成功基準を自動生成し、シミュレーションで強化学習エージェントを訓練して実機ロボットに展開するパイプラインを提案した。
著者: Niccolò Turcato, Matteo Iovino, Aris Synodinos, Alberto Dalla Libera, Ruggero Carli, Pietro Falco
分類: cs.RO, cs.AI, cs.LG
原文アブストラクト
Recent advancements in Large Language Models (LLMs) and Visual Language Models (VLMs) have significantly impacted robotics, enabling high-level semantic motion planning applications. Reinforcement Learning (RL), a complementary paradigm, enables agents to autonomously optimize complex behaviors through interaction and reward signals. However, designing effective reward functions for RL remains challenging, especially in real-world tasks where sparse rewards are insufficient and dense rewards require elaborate design. In this work, we propose Autonomous Reinforcement learning for Complex Human-Informed Environments (ARCHIE), an unsupervised pipeline leveraging GPT-4, a pre-trained LLM, to generate reward functions directly from natural language task descriptions. The rewards are used to train RL agents in simulated environments, where we formalize the reward generation process to enhance feasibility. Additionally, GPT-4 automates the coding of task success criteria, creating a fully automated, one-shot procedure for translating human-readable text into deployable robot skills. Our approach is validated through extensive simulated experiments on single-arm and bi-manual manipulation tasks using an ABB YuMi collaborative robot, highlighting its practicality and effectiveness. Tasks are demonstrated on the real robot setup.
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