Minimally sufficient structures for information-feedback policies

要約

このホワイトペーパーでは、ロボットが埋め込まれてやり取りされている物理的な世界で、望ましい結果を必要とするロボットタスクを検討します。
この目的を達成するには、物理​​的な世界の有用な表現とフィルターの状態をめぐるポリシーを維持するフィルターを設計する必要があります。
フィルターは、限られたセンシング、メモリ、および計算に基づいた物理世界のロボットの視点と見なされ、情報状態の空間を介した遷移システムとして表されます。
この目的のために、相互作用は、センサーマッピングと情報フィードバックポリシーを通じて、内部および外部システム、フィルター、および物理世界の結合に起因します。
このセットアップでは、特定のタスクを達成するために、十分な構造、つまり十分な内部システムとセンサーを探します。
これらの構造が、内部システムの状態で存在するように定義できる情報フィードバックポリシーを満たすために必要かつ十分な条件を確立します。
また、穏やかな仮定の下では、アクションと観測の履歴について記述されている特定の計画/ポリシーを表すことができる最小限の内部システムが存在し、ユニークであることを示しています。
最後に、結果が適用され、多角形の環境での距離最適なナビゲーションの十分な構造を決定します。

要約(オリジナル)

In this paper, we consider robotic tasks which require a desirable outcome to be achieved in the physical world that the robot is embedded in and interacting with. Accomplishing this objective requires designing a filter that maintains a useful representation of the physical world and a policy over the filter states. A filter is seen as the robot’s perspective of the physical world based on limited sensing, memory, and computation and it is represented as a transition system over a space of information states. To this end, the interactions result from the coupling of an internal and an external system, a filter, and the physical world, respectively, through a sensor mapping and an information-feedback policy. Within this setup, we look for sufficient structures, that is, sufficient internal systems and sensors, for accomplishing a given task. We establish necessary and sufficient conditions for these structures to satisfy for information-feedback policies that can be defined over the states of an internal system to exist. We also show that under mild assumptions, minimal internal systems that can represent a particular plan/policy described over the action-observation histories exist and are unique. Finally, the results are applied to determine sufficient structures for distance-optimal navigation in a polygonal environment.

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