零样本仿真到现实机器人学习:关于反应性抓取的灵巧操作研究

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

本文介绍了域随机化实例集(DRIS),一种同时表示多个随机化实例的方法,以改善灵巧操作的仿真到现实迁移。该方法在具有平板末端执行器且要求无真实世界微调的反应性抓取任务上展示了零样本迁移。

灵巧操作对物理建模要求高且对建模误差和感知噪声极为敏感,使得仿真到现实迁移极具挑战性。域随机化(DR)常被用于提高此类任务所学策略的鲁棒性,但传统DR每集随机化一个实例,对真实世界动态变化性的暴露非常有限。为此,我们提出域随机化实例集(DRIS),它同时表示和传播一组随机化实例,提供对不确定动态的更丰富近似,并使策略能够学习考虑多种可能结果的动作。在理论分析的支持下,我们表明DRIS即使在实例数量较少(例如10个)的情况下也能产生更鲁棒的策略,并减轻对真实世界微调的需求。我们在一个具有挑战性的反应性抓取任务上展示了这一点。与使用设计用于机械稳定物体的末端执行器(例如弯曲或封闭表面)的传统抓取设置不同,我们的系统使用平板,不提供被动稳定,使得任务对噪声高度敏感且需要快速反应运动。所学的策略对不确定性表现出强鲁棒性,并实现了可靠的零样本仿真到现实迁移。
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论文页面 - Zero-Shot Sim-to-Real 机器人学习:反应性抓取的灵巧操控研究

来源: https://huggingface.co/papers/2605.09789

摘要

域随机化实例集 (DRIS) 通过同时表示多个随机化实例,为灵巧操控任务实现鲁棒策略学习,无需大量真实世界微调即可实现强大的仿真到真实迁移。

灵巧操控是物理密集型的,并且对建模错误和感知噪声高度敏感,这使得仿真到真实迁移 (https://huggingface.co/papers?q=sim-to-real%20transfer) 变得极具挑战性。域随机化 (https://huggingface.co/papers?q=Domain%20randomization) (DR) 常用于提高所学策略对此类任务的鲁棒性,但传统的 DR 每个回合只随机化一个实例,对真实世界动态变化的暴露非常有限。为此,我们提出域随机化实例集 (https://huggingface.co/papers?q=Domain-Randomized%20Instance%20Set) (DRIS),它同时表示并传播一组随机化实例,提供对不确定动态更丰富的近似,使策略能够学习考虑多种可能结果的动作。在理论分析的支持下,我们证明 DRIS 可以产生更鲁棒的策略,即使使用少量实例 (例如 10 个),也能减轻对真实世界微调的需求。我们在一项具有挑战性的反应性抓取 (https://huggingface.co/papers?q=reactive%20catching) 任务上展示了这一点。与传统的使用旨在机械稳定物体的末端执行器 (例如弯曲或包围表面) 的抓取设置不同,我们的系统使用平板,不提供被动稳定,这使得任务对噪声高度敏感,需要快速反应动作。学习到的策略对不确定性表现出强大的鲁棒性,并实现了可靠的零样本仿真到真实迁移 (https://huggingface.co/papers?q=sim-to-real%20transfer)。

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