Reinforcement learning (RL) for quadruped locomotion commonly depends on fixed, hand-crafted, and Markovian reward functions that limit both interpretability of learned policies and lack explicit control over gait behaviors. We introduce a framework where distinct gaits are specified using parameterized constraints expressed in Signal Temporal Logic (STL). These include safety bounds, gait synchronization constraints, command tracking, and actuation bounds. From these specifications, we develop a reward shaping mechanism that provides learning agents a dense, continuous reward landscape that encodes desired behavior. We define parametric STL templates for three speed regimes (walking-trot, trot, bound), calibrate their parameters from reference rollouts, and compute rewards from using smooth approximations of STL robustness over the rollouts. The generated rewards can be used to provide shaped gradients compatible with Proximal Policy Optimization (PPO). We instantiate the approach on Google's Barkour quadruped robot in MuJoCo XLA (MJX). We use parallelization within the simulator to improve training speeds and use domain randomization to robustify learned policies. We show that compared to a baseline of hand-crafted rewards, the STL-shaped rewards yield tighter velocity tracking and more stable training. Videos can be found on our project website: https://stl-locomotion.github.io/.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

面向视觉的强化学习综述
专知会员服务
23+阅读 · 2025年8月12日
【牛津大学博士论文】元强化学习的快速自适应,217页pdf
专知会员服务
106+阅读 · 2022年9月19日
【MIT博士论文】数据高效强化学习,176页pdf
专知会员服务
90+阅读 · 2022年7月11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
「基于通信的多智能体强化学习」 进展综述
【MIT博士论文】数据高效强化学习,176页pdf
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
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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
43+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
41+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 8月25日
VIP会员
相关主题
最新内容
受限仓库多智能体取送中的动态安全等待点选择
《国防技术管理》印度智库报告最新45页
专知会员服务
3+阅读 · 8月28日
《美陆军最新条令:保障行动》
专知会员服务
4+阅读 · 8月28日
算法战场:人工智能如何重新定义军事力量
专知会员服务
6+阅读 · 8月28日
《北约联邦式电子战云架构》
专知会员服务
6+阅读 · 8月27日
《美陆军野战手册:空域管理战术》
专知会员服务
9+阅读 · 8月27日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
43+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
41+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员