Latent safety filters extend Hamilton-Jacobi (HJ) reachability to operate on latent state representations and dynamics learned directly from high-dimensional observations, enabling safe visuomotor control under hard-to-model constraints. However, existing methods implement "least-restrictive" filtering that discretely switch between nominal and safety policies, potentially undermining the task performance that makes modern visuomotor policies valuable. While reachability value functions can, in principle, be adapted to be control barrier functions (CBFs) for smooth optimization-based filtering, we theoretically and empirically show that current latent-space learning methods produce fundamentally incompatible value functions. We identify two sources of incompatibility: First, in HJ reachability, failures are encoded via a "margin function" in latent space, whose sign indicates whether or not a latent is in the constraint set. However, representing the margin function as a classifier yields saturated value functions that exhibit discontinuous jumps. We prove that the value function's Lipschitz constant scales linearly with the margin function's Lipschitz constant, revealing that smooth CBFs require smooth margins. Second, reinforcement learning (RL) approximations trained solely on safety policy data yield inaccurate value estimates for nominal policy actions, precisely where CBF filtering needs them. We propose the LatentCBF, which addresses both challenges through gradient penalties that lead to smooth margin functions without additional labeling, and a value-training procedure that mixes data from both nominal and safety policy distributions. Experiments on simulated benchmarks and hardware with a vision-based manipulation policy demonstrate that LatentCBF enables smooth safety filtering while doubling the task-completion rate over prior switching methods.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【CVPR2022】基于知识蒸馏的高效预训练
专知会员服务
32+阅读 · 2022年4月23日
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18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
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
原创 | Attention Modeling for Targeted Sentiment
黑龙江大学自然语言处理实验室
25+阅读 · 2017年11月5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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
20+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
0+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
0+阅读 · 2014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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
【CVPR2022】基于知识蒸馏的高效预训练
专知会员服务
32+阅读 · 2022年4月23日
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18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
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
原创 | Attention Modeling for Targeted Sentiment
黑龙江大学自然语言处理实验室
25+阅读 · 2017年11月5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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
20+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
0+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
0+阅读 · 2014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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员