This work addresses human intention identification during physical Human-Robot Interaction (pHRI) tasks to include this information in an assistive controller. To this purpose, human intention is defined as the desired trajectory that the human wants to follow over a finite rolling prediction horizon so that the robot can assist in pursuing it. This work investigates a Recurrent Neural Network (RNN), specifically, Long-Short Term Memory (LSTM) cascaded with a Fully Connected layer. In particular, we propose an iterative training procedure to adapt the model. Such an iterative procedure is powerful in reducing the prediction error. Still, it has the drawback that it is time-consuming and does not generalize to different users or different co-manipulated objects. To overcome this issue, Transfer Learning (TL) adapts the pre-trained model to new trajectories, users, and co-manipulated objects by freezing the LSTM layer and fine-tuning the last FC layer, which makes the procedure faster. Experiments show that the iterative procedure adapts the model and reduces prediction error. Experiments also show that TL adapts to different users and to the co-manipulation of a large object. Finally, to check the utility of adopting the proposed method, we compare the proposed controller enhanced by the intention prediction with the other two standard controllers of pHRI.


翻译:本文针对物理人机交互任务中的人类意图识别问题展开研究,旨在将识别信息整合至辅助控制器中。为此,本文将人类意图定义为在有限滚动预测时域内人类期望执行的轨迹,从而使机器人能够协助完成该轨迹。本研究采用级联全连接层的循环神经网络,具体为长短期记忆网络模型。我们提出了一种迭代训练方法来适配模型:该迭代方法在降低预测误差方面表现优异,但存在耗时长且无法推广至不同用户或不同协同操作对象的缺陷。为克服该问题,迁移学习通过冻结LSTM层并微调末层全连接层来适配预训练模型,使其适应新轨迹、新用户及新协同操作对象,显著提升了流程速度。实验表明,迭代方法能够有效适配模型并降低预测误差;同时验证了迁移学习可适配不同用户及大型物体的协同操作。最终,为检验所提方法的实用性,我们将集成意图预测的增强型控制器与两种标准pHRI控制器进行了对比实验。

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
34+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
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
18+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
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
3+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
5+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
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月12日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月12日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月11日
Arxiv
69+阅读 · 2022年9月7日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
4+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
4+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21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
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
18+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
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
3+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
5+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
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员