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群制御arXiv:2603.23278

連結された四脚ロボットによる協調運搬タスクのためのマルチエージェント局所衝突回避学習

Learning Multi-Agent Local Collision-Avoidance for Collaborative Carrying tasks with Coupled Quadrupedal Robots

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四脚ロボット2台が物体を連結して運搬する際、事前地図や経路計画なしにセンサ情報のみで障害物を回避しながら目標方向へ追従する強化学習ベースの階層的制御手法を提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 四足歩行ロボット2台が物体を連結して協調運搬するタスクを対象。 - 障害物回避と速度方向追従をオンボードセンシングのみで実現するRLポリシーを提案。 - 事前の地図や軌道計画を必要とせず、未知環境での移動を可能にする。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存研究は障害物のない環境が主で、実世界適用が困難。 - 障害物を考慮する研究も特定地形への過学習や事前地図+プランナに依存。 - 本研究はオンボードセンシングのみで未知環境に対応し、事前計算軌道や完全地図を不要にした。

3. 技術・手法の肝は?

- 階層型アーキテクチャを採用。 - 知覚に基づく高レベル物体中心ポリシーが、事前学習済みの2つのlocomotionポリシーに指令を出す。 - ゲームに着想を得たカリキュラムで障害物の複雑さを段階的に増加。

4. どうやって有効だと検証した?

- 球面ジョイントでバーに連結した2台の四足ロボットで検証。 - 最適化ベースおよび分散RLベースラインと比較。 - ハードウェア実験で地図やパスプランナなしに未知環境を移動できることを実証。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 最適化ベースの手法、分散RLベースライン、階層型RL、locomotionポリシー、ゲームに着想を得たカリキュラム学習。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Francesca Bray, Simone Tolomei, Andrei Cramariuc, Cesar Cadena, Marco Hutter

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Robotic collaborative carrying could greatly benefit human activities like warehouse and construction site management. However, coordinating the simultaneous motion of multiple robots represents a significant challenge. Existing works primarily focus on obstacle-free environments, making them unsuitable for most real-world applications. Works that account for obstacles, either overfit to a specific terrain configuration or rely on pre-recorded maps combined with path planners to compute collision-free trajectories. This work focuses on two quadrupedal robots mechanically connected to a carried object. We propose a Reinforcement Learning (RL)-based policy that enables tracking a commanded velocity direction while avoiding collisions with nearby obstacles using only onboard sensing, eliminating the need for precomputed trajectories and complete map knowledge. Our work presents a hierarchical architecture, where a perceptive high-level object-centric policy commands two pretrained locomotion policies. Additionally, we employ a game-inspired curriculum to increase the complexity of obstacles in the terrain progressively. We validate our approach on two quadrupedal robots connected to a bar via spherical joints, benchmarking it against optimization-based and decentralized RL baselines. Our hardware experiments demonstrate the ability of our system to locomote in unknown environments without the need for a map or a path planner. The video of our work is available in the multimedia material.

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