Modern robotics often involves multiple embodied agents operating within a shared environment. Path planning in these cases is considerably more challenging than in single-agent scenarios. Although standard Sampling-based Algorithms (SBAs) can be used to search for solutions in the robots' joint space, this approach quickly becomes computationally intractable as the number of agents increases. To address this issue, we integrate the concept of factorization into sampling-based algorithms, which requires only minimal modifications to existing methods. During the search for a solution we can decouple (i.e., factorize) different subsets of agents into independent lower-dimensional search spaces once we certify that their future solutions will be independent of each other using a factorization heuristic. Consequently, we progressively construct a lean hypergraph where certain (hyper-)edges split the agents to independent subgraphs. In the best case, this approach can reduce the growth in dimensionality of the search space from exponential to linear in the number of agents. On average, fewer samples are needed to find high-quality solutions while preserving the optimality, completeness, and anytime properties of SBAs. We present a general implementation of a factorized SBA, derive an analytical gain in terms of sample complexity for PRM*, and showcase empirical results for RRG.


翻译:现代机器人学通常涉及在共享环境中运行的多个具身智能体。在这些情况下,路径规划比单智能体场景更具挑战性。虽然标准的基于采样的算法(SBAs)可应用于搜索机器人在联合空间中的解,但随着智能体数量增加,这种方法在计算上会迅速变得不可行。为解决此问题,我们将因式分解概念集成到基于采样的算法中,该方法仅需对现有方法进行最小修改。在寻找解的过程中,一旦我们使用因式分解启发式方法确认未来解将相互独立,便可解耦(即因式分解)不同智能体子集,使其进入独立的低维搜索空间。因此,我们逐步构建一个精简超图,其中某些(超)边将智能体划分为独立的子图。在最佳情况下,该方法可将搜索空间维度的增长从关于智能体数量的指数级降至线性级。平均而言,在保持SBAs的最优性、完备性和任意时刻性质的同时,所需样本更少以获得高质量解。我们提出了一种因式分解SBA的通用实现,推导了PRM*在样本复杂度方面的分析增益,并展示了RRG的实验结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

《多智能体任务规划》2022博士论文
专知会员服务
286+阅读 · 2022年11月20日
【NeurIPS 2021】设置多智能体策略梯度的方差
专知会员服务
21+阅读 · 2021年10月24日
专知会员服务
39+阅读 · 2021年8月20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
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2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
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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 · 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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月22日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
4+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
7+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
相关资讯
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
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
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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 · 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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员