ASC: Adaptive Skill Coordination for Robotic Mobile Manipulation

要約

私たちは、アダプティブ スキル コーディネーション (ASC) を紹介します。これは、モバイル ピック アンド プレイス (つまり、オブジェクトに移動し、それを選択し、別の場所に移動し、配置する) のような長期的なタスクを達成するためのアプローチです。
ASC は 3 つのコンポーネントで構成されます。(1) 基本的な視覚運動スキル (ナビゲーション、ピック、プレイス) のライブラリ、(2) どのスキルをいつ使用するかを選択するスキル調整ポリシー、および (3) 事前に調整する修正ポリシー。
流通していない州で訓練されたスキル。
ASC のすべてのコンポーネントは、障害物のレイアウトや正確なオブジェクトの位置を含む詳細な地図を必要とせず、オンボードの視覚および固有受容センシングのみに依存しているため、現実世界への展開が容易になります。
私たちは、模擬屋内環境で ASC をトレーニングし、8 つの新しい現実世界環境 (アパート 1 つ、研究室 1 つ、マイクロキッチン 2 つ、
ラウンジ、オフィススペース 1 つ、屋外中庭 1 つ）。
2 つの環境での厳密な定量的比較では、ASC はほぼ完璧なパフォーマンス (59/60 エピソード、または 98%) を達成しましたが、スキルの連続実行が成功したのは 44/60 エピソード (73%) のみでした。
広範な摂動実験により、ASC はハンドオフエラー、環境レイアウトの変更、動的な障害物 (人など)、および予期せぬ外乱に対して堅牢であることが示されています。
補足ビデオはadaptiveskillcoordination.github.ioにあります。

要約(オリジナル)

We present Adaptive Skill Coordination (ASC) — an approach for accomplishing long-horizon tasks like mobile pick-and-place (i.e., navigating to an object, picking it, navigating to another location, and placing it). ASC consists of three components — (1) a library of basic visuomotor skills (navigation, pick, place), (2) a skill coordination policy that chooses which skill to use when, and (3) a corrective policy that adapts pre-trained skills in out-of-distribution states. All components of ASC rely only on onboard visual and proprioceptive sensing, without requiring detailed maps with obstacle layouts or precise object locations, easing real-world deployment. We train ASC in simulated indoor environments, and deploy it zero-shot (without any real-world experience or fine-tuning) on the Boston Dynamics Spot robot in eight novel real-world environments (one apartment, one lab, two microkitchens, two lounges, one office space, one outdoor courtyard). In rigorous quantitative comparisons in two environments, ASC achieves near-perfect performance (59/60 episodes, or 98%), while sequentially executing skills succeeds in only 44/60 (73%) episodes. Extensive perturbation experiments show that ASC is robust to hand-off errors, changes in the environment layout, dynamic obstacles (e.g., people), and unexpected disturbances. Supplementary videos at adaptiveskillcoordination.github.io.

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