The light and soft characteristics of Buoyancy Assisted Lightweight Legged Unit (BALLU) robots have a great potential to provide intrinsically safe interactions in environments involving humans, unlike many heavy and rigid robots. However, their unique and sensitive dynamics impose challenges to obtaining robust control policies in the real world. In this work, we demonstrate robust sim-to-real transfer of control policies on the BALLU robots via system identification and our novel residual physics learning method, Environment Mimic (EnvMimic). First, we model the nonlinear dynamics of the actuators by collecting hardware data and optimizing the simulation parameters. Rather than relying on standard supervised learning formulations, we utilize deep reinforcement learning to train an external force policy to match real-world trajectories, which enables us to model residual physics with greater fidelity. We analyze the improved simulation fidelity by comparing the simulation trajectories against the real-world ones. We finally demonstrate that the improved simulator allows us to learn better walking and turning policies that can be successfully deployed on the hardware of BALLU.


翻译:浮力辅助轻量化腿足单元(BALLU)机器人具有轻质柔顺的特点,不同于许多笨重刚性机器人,这使其在涉及人类的环境中具备实现本质安全交互的巨大潜力。然而,其独特且敏感的动力学特性对在真实世界中获得鲁棒控制策略提出了挑战。本研究通过系统辨识和新型残差物理学习方法“环境模仿”(EnvMimic),展示了BALLU机器人控制策略从仿真到现实的稳健迁移。首先,我们通过采集硬件数据并优化仿真参数,对执行器的非线性动力学进行建模。我们摒弃了传统的监督学习范式,转而利用深度强化学习训练外部作用力策略以匹配真实世界轨迹,从而能够以更高保真度对残差物理进行建模。通过将仿真轨迹与真实世界轨迹对比,我们分析了仿真保真度的提升效果。最终证明,经过改进的仿真器使我们能够学习更优的行走和转向策略,并成功部署于BALLU硬件平台。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
283+阅读 · 2019年10月9日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20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
自动驾驶仿真软件列表
智能交通技术
13+阅读 · 2019年5月9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
笔记 | Deep active learning for named entity recognition
黑龙江大学自然语言处理实验室
24+阅读 · 2018年5月27日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+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
国家自然科学基金
9+阅读 · 2014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
0+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
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
29+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
92+阅读 · 2020年2月28日
VIP会员
最新内容
《人工智能赋能的适应性多功能电磁战》
专知会员服务
7+阅读 · 9月29日
俄乌战场实验室:全面战争如何重塑现代作战
专知会员服务
5+阅读 · 9月29日
2026年美空军协会会议上的无人机系统趋势
专知会员服务
8+阅读 · 9月28日
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
12+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
10+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
9+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
13+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
17+阅读 · 9月22日
相关VIP内容
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
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
283+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20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
自动驾驶仿真软件列表
智能交通技术
13+阅读 · 2019年5月9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
笔记 | Deep active learning for named entity recognition
黑龙江大学自然语言处理实验室
24+阅读 · 2018年5月27日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+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
国家自然科学基金
9+阅读 · 2014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
0+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
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员