With the growing employment of learning algorithms in robotic applications, research on reinforcement learning for bipedal locomotion has become a central topic for humanoid robotics. While recently published contributions achieve high success rates in locomotion tasks, scarce attention has been devoted to the development of methods that enable to handle hardware faults that may occur during the locomotion process. However, in real-world settings, environmental disturbances or sudden occurrences of hardware faults might yield severe consequences. To address these issues, this paper presents TOLEBI (A faulT-tOlerant Learning framEwork for Bipedal locomotIon) that handles faults on the robot during operation. Specifically, joint locking, power loss and external disturbances are injected in simulation to learn fault-tolerant locomotion strategies. In addition to transferring the learned policy to the real robot via sim-to-real transfer, an online joint status module incorporated. This module enables to classify joint conditions by referring to the actual observations at runtime under real-world conditions. The validation experiments conducted both in real-world and simulation with the humanoid robot TOCABI highlight the applicability of the proposed approach. To our knowledge, this manuscript provides the first learning-based fault-tolerant framework for bipedal locomotion, thereby fostering the development of efficient learning methods in this field.


翻译:随着学习算法在机器人应用中的日益普及,针对双足步态的强化学习研究已成为人形机器人领域的核心课题。尽管近期发表的研究成果在步态任务中实现了较高的成功率,但能够处理步态过程中可能发生的硬件故障的方法开发却鲜有关注。然而,在实际应用场景中,环境干扰或硬件故障的突发可能导致严重后果。为解决这些问题,本文提出了TOLEBI(一种面向双足步态的容错学习框架),该框架能够在机器人运行期间处理故障。具体而言,通过在仿真中注入关节锁定、动力丧失和外部干扰来学习容错步态策略。除通过仿真到现实的迁移将习得的策略迁移至真实机器人外,框架还集成了在线关节状态模块。该模块能够根据实际运行环境下的实时观测数据对关节状态进行分类。在人形机器人TOCABI上进行的仿真与真实世界验证实验,突显了所提方法的适用性。据我们所知,本文首次提出了基于学习的双足步态容错框架,从而推动了该领域高效学习方法的发展。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
【Cornell大学】机器人学习课程
专知会员服务
24+阅读 · 2024年11月11日
面向机器人系统的虚实迁移强化学习综述
专知会员服务
44+阅读 · 2024年2月8日
机器人运动轨迹的模仿学习综述
专知会员服务
45+阅读 · 2021年6月8日
专访俞栋:多模态是迈向通用人工智能的重要方向
AI科技评论
26+阅读 · 2019年9月9日
AI综述专栏 | 步态识别的深度学习综述
人工智能前沿讲习班
29+阅读 · 2018年6月27日
报名 | 让机器读懂你的意图——人体姿态估计入门
人工智能头条
10+阅读 · 2017年9月19日
国家自然科学基金
4+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
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
48+阅读 · 2009年12月31日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
4+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
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
48+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员