This work introduces B-spline Movement Primitives (BMPs), a new Movement Primitive (MP) variant that leverages B-splines for motion representation. B-splines are a well-known concept in motion planning due to their ability to generate complex, smooth trajectories with only a few control points while satisfying boundary conditions, i.e., passing through a specified desired position with desired velocity. However, current usages of B-splines tend to ignore the higher-order statistics in trajectory distributions, which limits their usage in imitation learning (IL) and reinforcement learning (RL), where modeling trajectory distribution is essential. In contrast, MPs are commonly used in IL and RL for their capacity to capture trajectory likelihoods and correlations. However, MPs are constrained by their abilities to satisfy boundary conditions and usually need extra terms in learning objectives to satisfy velocity constraints. By reformulating B-splines as MPs, represented through basis functions and weight parameters, BMPs combine the strengths of both approaches, allowing B-splines to capture higher-order statistics while retaining their ability to satisfy boundary conditions. Empirical results in IL and RL demonstrate that BMPs broaden the applicability of B-splines in robot learning and offer greater expressiveness compared to existing MP variants.


翻译:本文提出了一种新的运动基元变体——B样条运动基元,它利用B样条进行运动表示。B样条在运动规划中是一个众所周知的概念,因为它能够仅用少量控制点生成复杂、平滑的轨迹,同时满足边界条件,即通过指定的期望位置并具有期望速度。然而,当前B样条的使用往往忽略了轨迹分布中的高阶统计信息,这限制了其在模仿学习和强化学习中的应用,而在这些领域中建模轨迹分布至关重要。相比之下,运动基元因其能够捕捉轨迹似然和相关性的能力,在模仿学习和强化学习中得到了广泛应用。然而,运动基元在满足边界条件方面存在局限,通常需要在学习目标中添加额外项以满足速度约束。通过将B样条重新表述为通过基函数和权重参数表示的运动基元,BMP结合了两种方法的优势,使B样条能够捕捉高阶统计信息,同时保留其满足边界条件的能力。在模仿学习和强化学习中的实证结果表明,与现有的运动基元变体相比,BMP拓宽了B样条在机器人学习中的适用性,并提供了更强的表达能力。

1
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
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
【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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
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
Arxiv
11+阅读 · 2018年4月8日
VIP会员
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员