Multi-fingered robotic hands could enable robots to perform sophisticated manipulation tasks. However, teaching a robot to grasp objects with an anthropomorphic hand is an arduous problem due to the high dimensionality of state and action spaces. Deep Reinforcement Learning (DRL) offers techniques to design control policies for this kind of problems without explicit environment or hand modeling. However, training these policies with state-of-the-art model-free algorithms is greatly challenging for multi-fingered hands. The main problem is that an efficient exploration of the environment is not possible for such high-dimensional problems, thus causing issues in the initial phases of policy optimization. One possibility to address this is to rely on off-line task demonstrations. However, oftentimes this is incredibly demanding in terms of time and computational resources. In this work, we overcome these requirements and propose the A Grasp Pose is All You Need (G-PAYN) method for the anthropomorphic hand of the iCub humanoid. We develop an approach to automatically collect task demonstrations to initialize the training of the policy. The proposed grasping pipeline starts from a grasp pose generated by an external algorithm, used to initiate the movement. Then a control policy (previously trained with the proposed G-PAYN) is used to reach and grab the object. We deployed the iCub into the MuJoCo simulator and use it to test our approach with objects from the YCB-Video dataset. The results show that G-PAYN outperforms current DRL techniques in the considered setting, in terms of success rate and execution time with respect to the baselines. The code to reproduce the experiments will be released upon acceptance.


翻译:多指机器人手使机器人能够执行复杂的操作任务。然而,由于状态和动作空间的高维性,教机器人用拟人化手抓取物体是一个艰巨的问题。深度强化学习(DRL)提供了在不显式建模环境或手部的情况下设计此类问题控制策略的技术。然而,利用最先进的无模型算法训练这些策略对多指手而言极具挑战性。主要问题在于:对于此类高维问题,无法实现高效的环境探索,从而在策略优化初始阶段引发问题。一种解决方法是依赖离线任务演示,但这往往需要大量时间和计算资源。本文克服了这些要求,提出了一种名为“抓取姿态足矣”(G-PAYN)的方法,用于iCub仿人机器人的拟人化手。我们开发了一种自动收集任务演示的方法,以初始化策略训练。所提出的抓取流程从外部算法生成的抓取姿态开始,用于启动运动。随后,利用先前通过G-PAYN训练的控制策略接近并抓取物体。我们将iCub部署在MuJoCo仿真环境中,并使用YCB-Video数据集中的物体测试该方法。结果表明,在目标场景下,G-PAYN在成功率与执行时间上均优于当前DRL技术。实验复现代码将在论文接收后发布。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月27日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月25日
Arxiv
11+阅读 · 2023年3月8日
Arxiv
12+阅读 · 2023年1月19日
VIP会员
最新内容
KDD 2026 | MixRAGRec:面向LLM推荐的混合专家KG-RAG框架
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
3+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
8+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
相关VIP内容
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员