Robotic throwing enables fast object transport and extends a robot's reachable workspace beyond traditional pick-and-place. While prehensile (grasp-based) throwing works well for graspable items, non-prehensile (grasp-free) throwing is better suited for large, heavy, and/or deformable objects. Existing approaches rely on model-based optimization with simplified contact models (e.g., dynamic grasping) and low-dimensional trajectory parameterizations, which limit solution quality and reachable workspace. We propose a reinforcement learning approach that additionally leverages sliding and rolling contact modes and directly optimizes joint-space trajectories without analytical contact models or custom parameterizations. The Markov Decision Process (MDP) is formulated as a dynamical system that evolves the robot's joint state conditioned on the throwing target, object model, and initial configuration. Joint-jerk trajectories are planned offline at a low control rate and upsampled into smooth, high-rate velocity commands for deployment. For sim-to-real transfer, we minimize the robot-dynamics gap through minimum-jerk system identification and train uncertainty-aware policies to mitigate object-modeling errors, particularly sensitivity to dynamic friction. In simulation, the policy achieves 99% success across thousands of configurations and generalizes to unseen objects. Sensitivity analysis shows robustness to mass uncertainty but high sensitivity to dynamic friction, consistent with the sliding-based release mechanism. Deployed zero-shot on a UR5e operating near its physical limits (5 m/s end-effector velocity), our method throws diverse objects including heavy (790 g) and large (20x20x28 cm) items to targets up to 350 cm distance or 180 cm elevation, achieving a 97% real-world success rate.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【斯坦福大学】Gradient Surgery for Multi-Task Learning
专知会员服务
47+阅读 · 2020年1月23日
【斯坦福&Google】面向机器人的机器学习,63页PPT
专知会员服务
26+阅读 · 2019年11月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
使用强化学习训练机械臂完成人类任务
AI研习社
14+阅读 · 2019年3月23日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
【推荐】伪标签学习导论 - 一种半监督学习方法
机器学习研究会
12+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年6月30日
国家自然科学基金
15+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
44+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 8月30日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
9+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
9+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
13+阅读 · 10月13日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
使用强化学习训练机械臂完成人类任务
AI研习社
14+阅读 · 2019年3月23日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
【推荐】伪标签学习导论 - 一种半监督学习方法
机器学习研究会
12+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年6月30日
国家自然科学基金
15+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
44+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员