接触の多いロボット書架挿入のためのハイブリッド残差強化学習
Hybrid Residual Reinforcement Learning for Contact-Rich Robotic Book Insertion
把持後の本を狭い棚に挿入する接触の多い制御問題に対し、公称タスク空間制御器と残差PPOを組み合わせ、局所補正と解放判断を学習させて成功率を大幅に改善した。
詳しい要約
1. どんなもの?
2. 先行研究と比べてどこがすごい?
3. 技術・手法の肝は?
4. どうやって有効だと検証した?
5. 議論はある?
6. 次に読むべき論文は?
※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。
著者: Tianyuan Liu, Rutherford Agbeshi Patamia, Benjamin Champion, Akansel Cosgun, Richard Dazeley
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Placing a grasped book into a tight shelf is a compact but difficult contact-rich control problem: millimetre-scale pose error can turn a geometrically valid approach into jamming, failed release, or incomplete seating. We study this final phase after grasp acquisition and global approach, and ask how control authority should be divided between known geometry and learned behaviour. Our method retains a nominal task-space controller for structured insertion and seating, while residual PPO supplies bounded local corrections and decides when to release. Only the brief open-retreat-reclose transition is scripted. For the final policy used on hardware, a deployment-matched simulation evaluation over 512 fixed conditions yields 98.50 percent mean success (0.23 percentage-point sample SD) across three independent training runs, compared with 37.89 percent for nominal control. On the physical xArm7, 60 trials over 30 matched conditions show the same qualitative advantage: residual control raises success from 26.7 percent to 63.3 percent, reduces failures from 22 to 11, and wins 13 of the 15 matched conditions in which the two controllers differ. Robustness tests show that performance remains above 87 percent under initialization perturbations up to 1.5x, while very tight clearances expose the geometric limit of local correction. These results support a hybrid design in which geometry preserves reliable task structure and learning is concentrated on the contact-sensitive behaviour that fixed rules handle poorly.
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