ILeSiA: Interactive Learning of Situational Awareness from Camera Input

要約

デモンストレーションから学ぶことは、ロボットに新しいスキルを教える有望な方法です。
ただし、獲得したスキルを実行する際の中心的な問題は、リスクと失敗を認識することです。
通常、デモンストレーションではほとんど成功した少数のケースのみが取り上げられるため、これは不可欠です。
実行中に避けられないエラーには、デモでは明らかではなかった特定の反応が必要です。
この論文では、運動感覚教育と自律的なスキル実行の安全または危険のまばらなラベル付けを介して、最初のスキルデモンストレーションからロボットの状況認識を教えることに焦点を当てます。
ILeSiA と呼ばれる私たちのシステムは、実行時に、画像を低次元の潜在空間表現にエンコードし、エンコードと提供されたラベルに基づいて分類器をトレーニングすることにより、知覚されたカメラ画像に基づいてリスクを検出します。
このようにして、ILeSiA はロボット スキルを実行できる自信と安全性を高めます。
私たちの実験では、ユーザーが提供した少量のデータのみを使用してトレーニングされた分類器が多数のリスクを検出できることが実証されました。
リスクケースはデータのラベル付けによって定義されるため、システムは柔軟です。
これは、人間の監督者によってリスクが特定されるとすぐにラベルを追加できることも意味します。
実験を再現するために必要なすべてのコードとデータは、imitrob.ciirc.cvut.cz/publications/ilesia で提供しています。

要約(オリジナル)

Learning from demonstration is a promising way of teaching robots new skills. However, a central problem when executing acquired skills is to recognize risks and failures. This is essential since the demonstrations usually cover only a few mostly successful cases. Inevitable errors during execution require specific reactions that were not apparent in the demonstrations. In this paper, we focus on teaching the robot situational awareness from an initial skill demonstration via kinesthetic teaching and sparse labeling of autonomous skill executions as safe or risky. At runtime, our system, called ILeSiA, detects risks based on the perceived camera images by encoding the images into a low-dimensional latent space representation and training a classifier based on the encoding and the provided labels. In this way, ILeSiA boosts the confidence and safety with which robotic skills can be executed. Our experiments demonstrate that classifiers, trained with only a small amount of user-provided data, can successfully detect numerous risks. The system is flexible because the risk cases are defined by labeling data. This also means that labels can be added as soon as risks are identified by a human supervisor. We provide all code and data required to reproduce our experiments at imitrob.ciirc.cvut.cz/publications/ilesia.

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