Mobile manipulation tasks remain one of the critical challenges for the widespread adoption of autonomous robots in both service and industrial scenarios. While planning approaches are good at generating feasible whole-body robot trajectories, they struggle with dynamic environments as well as the incorporation of constraints given by the task and the environment. On the other hand, dynamic motion models in the action space struggle with generating kinematically feasible trajectories for mobile manipulation actions. We propose a deep reinforcement learning approach to learn feasible dynamic motions for a mobile base while the end-effector follows a trajectory in task space generated by an arbitrary system to fulfill the task at hand. This modular formulation has several benefits: it enables us to readily transform a broad range of end-effector motions into mobile applications, it allows us to use the kinematic feasibility of the end-effector trajectory as a dense reward signal and its modular formulation allows it to generalise to unseen end-effector motions at test time. We demonstrate the capabilities of our approach on multiple mobile robot platforms with different kinematic abilities and different types of wheeled platforms in extensive simulated as well as real-world experiments.


翻译:移动操纵任务仍然是在服务和工业情景中广泛采用自主机器人的关键挑战之一。虽然规划方法在产生可行的全体机器人轨道方面是好的,但它们与动态环境以及任务和环境带来的制约因素作斗争。另一方面,在空间行动斗争中,动态运动模型为移动操纵行动产生动态可行的运动轨迹。我们提出一个深入强化学习方法,以学习移动基地的可行动态动作,而最终效应者则遵循由专断系统产生的任务空间轨迹来完成手头的任务。这种模块化配方有几种好处:它使我们能够随时将一系列广泛的终端效应动作转化为移动应用,使我们能够利用终端效应轨迹的动态可行性作为密集的奖励信号,其模块化配方使其能够在试验时间对看不见的终端效应动作进行概括。我们展示了我们对于具有不同运动能力和在广泛模拟和现实世界实验中不同类型轮式平台的多个移动机器人平台所采取的办法的能力。

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