Understanding and mapping a new environment are core abilities of any autonomously navigating agent. While classical robotics usually estimates maps in a stand-alone manner with SLAM variants, which maintain a topological or metric representation, end-to-end learning of navigation keeps some form of memory in a neural network. Networks are typically imbued with inductive biases, which can range from vectorial representations to birds-eye metric tensors or topological structures. In this work, we propose to structure neural networks with two neural implicit representations, which are learned dynamically during each episode and map the content of the scene: (i) the Semantic Finder predicts the position of a previously seen queried object; (ii) the Occupancy and Exploration Implicit Representation encapsulates information about explored area and obstacles, and is queried with a novel global read mechanism which directly maps from function space to a usable embedding space. Both representations are leveraged by an agent trained with Reinforcement Learning (RL) and learned online during each episode. We evaluate the agent on Multi-Object Navigation and show the high impact of using neural implicit representations as a memory source.


翻译:理解和映射新环境是任何自主导航智能体的核心能力。经典机器人通常通过SLAM变体以独立方式估计地图,维护拓扑或度量表示;而端到端的导航学习则在神经网络中保留某种形式的记忆。网络通常被赋予归纳偏置,其范围可从向量化表示到鸟瞰度量张量或拓扑结构。在这项工作中,我们提出用两种神经隐式表示来结构化神经网络,这些表示在每轮交互中动态学习并映射场景内容:(i)语义查找器预测先前观察到的查询对象的位置;(ii)占据与探索隐式表示封装了已探索区域和障碍物的信息,并通过一种新颖的全局读取机制进行查询,该机制直接从函数空间映射到可用的嵌入空间。两种表示均由通过强化学习(RL)训练的智能体在每轮交互中在线学习利用。我们在多目标导航任务上评估了该智能体,并展示了使用神经隐式表示作为记忆源的显著影响。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18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
【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
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
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
4+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
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
13+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
人工智能与未来空战管理
专知会员服务
2+阅读 · 9月9日
机器的崛起:美海军陆战队组建机器人营思考
专知会员服务
8+阅读 · 9月8日
无面之战:人工智能如何重绘权力版图
专知会员服务
5+阅读 · 9月8日
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
9+阅读 · 9月7日
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
7+阅读 · 9月7日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
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
4+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
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
13+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员