論文の概要: Fast Kinodynamic Planning on the Constraint Manifold with Deep Neural Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.04330v2
• Date: Thu, 12 Jan 2023 10:36:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-13 15:04:07.504124
• Title: Fast Kinodynamic Planning on the Constraint Manifold with Deep Neural Networks
• Title（参考訳）: ニューラルネットワークを用いた拘束多様体の高速動力学的計画
• Authors: Piotr Kicki, Puze Liu, Davide Tateo, Haitham Bou-Ammar, Krzysztof Walas, Piotr Skrzypczy\'nski, Jan Peters
• Abstract要約: 本稿では,制約多様体の概念を利用した新しい学習計画フレームワークを提案する。 我々の手法は任意の制約を満たす計画を生成し、ニューラルネットワークの推論時間という短い一定時間でそれらを計算する。 我々は,2つのシミュレートされたタスクと,ロボット・エアホッケーにおける打撃動作を実行するために,クカ・LBRIiwa 14ロボットアームを用いた実世界のシナリオに対して,我々のアプローチを検証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.239926645660823
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Motion planning is a mature area of research in robotics with many well-established methods based on optimization or sampling the state space, suitable for solving kinematic motion planning. However, when dynamic motions under constraints are needed and computation time is limited, fast kinodynamic planning on the constraint manifold is indispensable. In recent years, learning-based solutions have become alternatives to classical approaches, but they still lack comprehensive handling of complex constraints, such as planning on a lower-dimensional manifold of the task space while considering the robot's dynamics. This paper introduces a novel learning-to-plan framework that exploits the concept of constraint manifold, including dynamics, and neural planning methods. Our approach generates plans satisfying an arbitrary set of constraints and computes them in a short constant time, namely the inference time of a neural network. This allows the robot to plan and replan reactively, making our approach suitable for dynamic environments. We validate our approach on two simulated tasks and in a demanding real-world scenario, where we use a Kuka LBR Iiwa 14 robotic arm to perform the hitting movement in robotic Air Hockey.
• Abstract（参考訳）: 運動計画はロボット工学における成熟した研究分野であり、運動計画の解法に適した状態空間の最適化やサンプリングに基づく多くの確立された方法がある。 しかし、制約の下での動的動きが必要で計算時間が限られているとき、制約多様体の高速キノダイナミックプランニングは不可欠である。 近年、学習ベースのソリューションは古典的なアプローチに代わるものとなっているが、ロボットの力学を考慮しつつタスク空間の低次元多様体を計画するといった複雑な制約の包括的処理はいまだに欠けている。 本稿では,力学やニューラルプランニングなどを含む制約多様体の概念を活用する新しい学習・計画フレームワークを提案する。 我々の手法は任意の制約を満たす計画を生成し、ニューラルネットワークの推論時間という短い一定時間でそれらを計算する。 これによりロボットは、動的環境に適したアプローチを、反応的に計画し、再設計することができる。 我々は,2つのシミュレートされたタスクと,ロボットのエアホッケーにおける打撃動作を実行するために,クカLBRアイワ14ロボットアームを用いた実世界のシナリオに対して,我々のアプローチを検証する。

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