We tackle the challenge of robotic bin packing with irregular objects, such as groceries. Given the diverse physical attributes of these objects and the complex constraints governing their placement and manipulation, employing preprogrammed strategies becomes unfeasible. Our approach is to learn directly from expert demonstrations in order to extract implicit task knowledge and strategies to ensure safe object positioning, efficient use of space, and the generation of human-like behaviors that enhance human-robot trust. We rely on human demonstrations to learn a Markov chain for predicting the object packing sequence for a given set of items and then compare it with human performance. Our experimental results show that the model outperforms human performance by generating sequence predictions that humans classify as human-like more frequently than human-generated sequences. The human demonstrations were collected using our proposed VR platform, BoxED, which is a box packaging environment for simulating real-world objects and scenarios for fast and streamlined data collection with the purpose of teaching robots. We collected data from 43 participants packing a total of 263 boxes with supermarket-like objects, yielding 4644 object manipulations. Our VR platform can be easily adapted to new scenarios and objects, and is publicly available, alongside our dataset, at https://github.com/andrejfsantos4/BoxED.


翻译:我们针对不规则物体(如杂货)的机器人装箱挑战展开研究。考虑到这些物体多样的物理属性以及制约其放置与操作的复杂约束条件,采用预编程策略变得不可行。我们的方法是从专家示范中直接学习,以提取隐性任务知识与策略,确保物体定位安全、空间利用高效,并生成可增强人机信任的类人行为。我们依赖人类示范来学习一个用于预测给定物品装箱顺序的马尔可夫链,随后将其与人类表现进行比较。实验结果表明,该模型生成的序列预测被人类判定为类人行为的频率高于人类生成的序列,从而在性能上超越人类表现。人类示范数据通过我们提出的VR平台BoxED采集,该平台是一个用于模拟真实物体与场景的箱体包装环境,旨在实现快速高效的数据采集以训练机器人。我们从43名参与者处收集数据,共包装263个装载超市类物体的箱子,产生4644次物体操作。我们的VR平台可便捷适配新场景与新物体,且该平台与数据集已在https://github.com/andrejfsantos4/BoxED 公开提供。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+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
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
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年12月28日
Arxiv
10+阅读 · 2022年3月18日
VIP会员
最新内容
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:21
CVPR 2026教程:统一多模态模型走向收敛之路
专知会员服务
6+阅读 · 6月8日
《人工智能在网络防御中的机遇》
专知会员服务
6+阅读 · 6月8日
相关资讯
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
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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员