論文の概要: Reinforcement learning in linear embedding space unlocks generalizable control across soft robot configurations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.08104v1
- Date: Sat, 06 Jun 2026 11:09:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-09 14:42:05.784311
- Title: Reinforcement learning in linear embedding space unlocks generalizable control across soft robot configurations
- Title（参考訳）: 線形埋め込み空間における強化学習はソフトロボット構成間の一般化可能な制御を解放する
- Authors: Xinglong Zhang, Cong Li, Hangjie Mo, Yue Jiang, Xin Xu, Wei Jiang, Zhenshan Bing, Yihe Yang, Xiaojian Li, Yueneng Yang, Huimin Lu, Ling-li Zeng, Alois Knoll, Dewen Hu, Li Wen, Wei Pan,
- Abstract要約: タコや象のトランクのような軟体生物は、顕著な形態的適応性を示す。
近年、様々なソフトロボットが登場し、様々な素材、硬さ、特定のタスクに合わせた形態を特徴としている。
本稿では,多様なソフトロボット構成にまたがる迅速な適応を可能にする汎用制御システムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 60.42735420750131
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Soft-bodied organisms such as octopuses and elephant trunks exhibit remarkable morphological adaptability, dynamically reconfiguring body shape and stiffness, and flexibly adjusting their control strategies to enable versatile behaviors. Inspired by these biological systems, various soft robots have emerged in recent decades, featuring diverse materials, stiffnesses, and morphologies tailored to specific tasks. Despite substantial advances in the materials and structural designs of soft robots, developing a generalizable control framework capable of rapid adaptation across diverse configurations remains a long-standing challenge. Existing controllers are limited to fixed configurations, demanding laborious configuration-specific remodelling and policy redesign for new configurations. Here, we introduce a generalizable control system that enables rapid adaptation across diverse soft robot configurations via reinforcement learning in a shared linear Koopman embedding space. By encoding robot dynamics into this embedding space, our method decouples control policies from specific morphologies, allowing real-time, model-free policy adaptation across diverse configurations without retraining from scratch. We validate our system across 33 distinct robot configurations. Our system achieves a 75 times reduction in transfer samples across configurations, while sustaining robust performance under high-speed motion, heavy payloads, and multiactuator faults, and achieving real-world skills previously unattainable in soft robotics. This work establishes a unified and adaptable control paradigm for diverse soft robot configurations, bridging mechanical reconfigurability with control flexibility, and may offer broader insights for generalizable control in complex physical systems.
- Abstract（参考訳）: タコや象のトランクのような軟体生物は、顕著な形態的適応性を示し、身体の形状や硬さを動的に再構成し、柔軟性のある行動を可能にするために制御戦略を柔軟に調整する。
これらの生物学的システムにインスパイアされた、様々なソフトロボットは、様々な素材、硬さ、特定のタスクに適した形態を特徴としている。
ソフトロボットの材料や構造設計が大幅に進歩したにもかかわらず、様々な構成に迅速に適応できる汎用的な制御フレームワークを開発することは、長年にわたる課題である。
既存のコントローラは固定された構成に限られており、厳格な構成固有のリモデリングと、新しい構成のためのポリシーの再設計が要求される。
本稿では,共有線形クープマン埋め込み空間における強化学習を通じて,多種多様なソフトロボット構成への迅速な適応を可能にする一般化可能な制御システムを提案する。
この埋め込み空間にロボットダイナミクスを符号化することにより、制御ポリシーを特定の形態から切り離し、スクラッチからリトレーニングすることなく、様々な構成にリアルタイムでモデルフリーなポリシー適応を可能にする。
我々は33の異なるロボット構成にまたがってシステムを検証する。
本システムでは, 高速動作, 重荷, マルチアクチュエータ故障下での堅牢な性能を維持しつつ, 従来ソフトロボティクスでは達成できなかった実世界の技術を実現するとともに, 構成間の移動サンプルの75倍の低減を実現している。
この研究は、多様なソフトロボット構成のための統一された適応可能な制御パラダイムを確立し、制御の柔軟性で機械的再構成可能性をブリッジし、複雑な物理的システムにおける一般化可能な制御に対するより広範な洞察を提供する。
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