We present IndoorSim-to-OutdoorReal (I2O), an end-to-end learned visual navigation approach, trained solely in simulated short-range indoor environments, and demonstrates zero-shot sim-to-real transfer to the outdoors for long-range navigation on the Spot robot. Our method uses zero real-world experience (indoor or outdoor), and requires the simulator to model no predominantly-outdoor phenomenon (sloped grounds, sidewalks, etc). The key to I2O transfer is in providing the robot with additional context of the environment (i.e., a satellite map, a rough sketch of a map by a human, etc.) to guide the robot's navigation in the real-world. The provided context-maps do not need to be accurate or complete -- real-world obstacles (e.g., trees, bushes, pedestrians, etc.) are not drawn on the map, and openings are not aligned with where they are in the real-world. Crucially, these inaccurate context-maps provide a hint to the robot about a route to take to the goal. We find that our method that leverages Context-Maps is able to successfully navigate hundreds of meters in novel environments, avoiding novel obstacles on its path, to a distant goal without a single collision or human intervention. In comparison, policies without the additional context fail completely. Lastly, we test the robustness of the Context-Map policy by adding varying degrees of noise to the map in simulation. We find that the Context-Map policy is surprisingly robust to noise in the provided context-map. In the presence of significantly inaccurate maps (corrupted with 50% noise, or entirely blank maps), the policy gracefully regresses to the behavior of a policy with no context. Videos are available at https://www.joannetruong.com/projects/i2o.html


翻译:我们提出室内模拟至室外真实(IndoorSim-to-OutdoorReal, I2O)方法,这是一种端到端学习的视觉导航方法,仅在模拟的短距离室内环境中训练,并在Spot机器人上实现了从模拟到外场环境的零样本迁移,支持长距离导航。我们的方法无需任何真实经验(室内或室外),且要求模拟器不建模任何典型的室外现象(如斜坡地面、人行道等)。I2O迁移的关键在于为机器人提供额外的环境上下文(如卫星地图、人类手绘的粗略地图等),以引导机器人在真实世界中的导航。提供的上下文地图无需精确或完整——真实障碍物(如树木、灌木丛、行人等)未在地图上标注,且开口位置与现实世界不对齐。至关重要的是,这些不精确的上下文地图为机器人提供了通往目标路径的提示。我们发现,利用上下文地图的方法能够在陌生环境中成功导航数百米,沿途避开未知障碍物,无需任何碰撞或人工干预即可抵达远处目标。相比之下,缺乏额外上下文的策略完全失败。最后,我们通过在模拟环境中向地图添加不同程度的噪声,测试了上下文地图策略的鲁棒性。结果发现,上下文地图策略对所提供的上下文地图中的噪声具有惊人的鲁棒性。当地图显著不准确时(如掺杂50%噪声或完全空白),策略会优雅地退化为无上下文策略的行为。视频见https://www.joannetruong.com/projects/i2o.html

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
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
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
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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9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
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
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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 · 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
1+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
1+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
20+阅读 · 2018年10月25日
Arxiv
19+阅读 · 2018年3月28日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP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
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
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
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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9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
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
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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 · 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
1+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
1+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员