Graph Inspection for Robotic Motion Planning: Do Arithmetic Circuits Help?

要約

私たちは、算術回路に基づくアルゴリズムが、ロボットの動作計画に直接適用する際の問題であるグラフ検査に対する既存のソルバーの実行可能な代替手段であるかどうかを調査します。
具体的には、既存のソルバーの高いメモリ使用量に対処することを目指しています。
迅速な解の回復を可能にする新しい理論的結果を活用して、多項式空間のみを使用するグラフ検査用の回路ベースのソルバーを実装し、いくつかの現実的なロボット動作計画データセットでテストします。
特に、3 つの主要なサブルーチンに対して設計された一連のアルゴリズムの包括的な実験評価を提供します。
この評価は、回路ベースの手法がロボット工学アプリケーションにとってまだ実質的に競争力がないことを示していますが、回路ベースのアルゴリズムを理論から実践に移すための今後の取り組みを導く可能性のある洞察も提供します。

要約(オリジナル)

We investigate whether algorithms based on arithmetic circuits are a viable alternative to existing solvers for Graph Inspection, a problem with direct application in robotic motion planning. Specifically, we seek to address the high memory usage of existing solvers. Aided by novel theoretical results enabling fast solution recovery, we implement a circuit-based solver for Graph Inspection which uses only polynomial space and test it on several realistic robotic motion planning datasets. In particular, we provide a comprehensive experimental evaluation of a suite of engineered algorithms for three key subroutines. While this evaluation demonstrates that circuit-based methods are not yet practically competitive for our robotics application, it also provides insights which may guide future efforts to bring circuit-based algorithms from theory to practice.

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