We study a class of rearrangement problems under a novel pick-n-swap prehensile manipulation model, in which a robotic manipulator, capable of carrying an item and making item swaps, is tasked to sort items stored in lattices of variable dimensions in a time-optimal manner. We systematically analyze the intrinsic optimality structure, which is fairly rich and intriguing, under different levels of item distinguishability (fully labeled, where each item has a unique label, or partially labeled, where multiple items may be of the same type) and different lattice dimensions. Focusing on the most practical setting of one and two dimensions, we develop low polynomial time cycle-following-based algorithms that optimally perform rearrangements on 1D lattices under both fully- and partially-labeled settings. On the other hand, we show that rearrangement on 2D and higher-dimensional lattices become computationally intractable to optimally solve. Despite their NP-hardness, we prove that efficient cycle-following-based algorithms remain optimal in the asymptotic sense for 2D fully- and partially-labeled settings, in expectation, using the interesting fact that random permutations induce only a small number of cycles. We further improve these algorithms to provide $1.x$-optimality when the number of items is small. Simulation studies corroborate the effectiveness of our algorithms. The implementation of the algorithms from the paper can be found at github.com/arc-l/lattice-rearrangement.


翻译:我们在一个新颖的Pick-n-swap先入为主的操纵模型下研究一系列重新安排问题,在这个模型中,一个机器人操纵器,能够携带一个项目并进行项目交换,任务是以最理想的时速方式对存储于变量维度层的物品进行分类。我们系统地分析内在的最佳性结构,这种结构相当丰富和令人着迷,在不同的项目可辨度水平下(完全贴上标签,每个项目都有独特的标签,或部分贴上标签,其中多个项目可能属于同一类型)和不同的衬衣尺寸。我们注重一个和两个维度的最实用设置,我们开发了基于低多边周期的基于功能的算法,在完全和部分贴上标签的设置下,对1D级的变量进行优化的重新排列。另一方面,我们显示2D级和较高维度的缩略图的重新排列变得难以计算。尽管它们具有NP-hart性质,但我们证明高效的循环跟踪纸质算法在一个和两个维度两个维度层面的最优化的设置中,我们在2D级的逻辑周期周期周期周期内,只能对2级的精度的精度进行精确性研究,这些逻辑的精度的精度的精度的精度的精度的精度只能提供。

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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22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
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
1+阅读 · 2014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
3+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 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月9日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
Arxiv
20+阅读 · 2018年10月25日
VIP会员
最新内容
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
1+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
0+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
1+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
0+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
0+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
0+阅读 · 今天3:23
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
5+阅读 · 6月9日
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
8+阅读 · 6月9日
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
6+阅读 · 6月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22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
相关基金
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
1+阅读 · 2014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
3+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 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员