Controlling Soft Robotic Arms Using Hybrid Modelling and Reinforcement Learning

软机器人 强化学习 计算机科学 人工智能 钢筋 人机交互 机器人 工程类 结构工程
作者
Gaoming Lou,Chuang Wang,Zefeng Xu,Jiaqiao Liang,Yitong Zhou
出处
期刊:IEEE robotics and automation letters 卷期号:9 (8): 7070-7077 被引量:14
标识
DOI:10.1109/lra.2024.3418312
摘要

Soft robotic arms exhibit high deformability and degrees of freedom, which brings challenges in modeling accuracy and susceptibility to gravitational effects, resulting in imprecise control. This study proposes a reinforcement learning control strategy based on a hybrid model for precise control of soft robotic arms. The hybrid model is formulated by gathering a small dataset of analytical modeling errors of coordinates under various loading (0 g$\sim$300 g) conditions, followed by employing a Multilayer Perceptron (MLP) to fit these errors, thereby reducing the forward kinematics MAEs (mean absolute errors) from a range of 75.2 mm$\sim$95.3 mm to 5.9 mm$\sim$9.1 mm. The reinforcement learning virtual environment is built upon the hybrid model and the Proximal Policy Optimization (PPO) algorithm is used to train control policies. The efficiency of the control policy is validated for different trajectories and loading conditions both in simulation and on the soft robotic arm prototype, revealing distance errors of 3.9 mm$\sim$6.7 mm and 12.1 mm$\sim$15.4 mm, respectively, representing 1.1%$\sim$1.9% and 3.5%$\sim$4.4% of the total arm length.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
汉堡包应助廾匸采纳,获得10
1秒前
1秒前
肚肚发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
飘逸抽屉发布了新的文献求助10
2秒前
yay完成签到,获得积分10
2秒前
慕瓜完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
研友_ZeoqYL发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
hslhh完成签到,获得积分10
5秒前
苹果不弱完成签到,获得积分10
6秒前
悠哉山河发布了新的文献求助10
7秒前
阿凡达完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
倾花酒完成签到,获得积分10
8秒前
小田完成签到 ,获得积分10
8秒前
CodeCraft应助xh采纳,获得10
9秒前
李爱国应助yay采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
迅速语蕊发布了新的文献求助10
11秒前
叶子发布了新的文献求助10
12秒前
sak1uraM完成签到,获得积分20
12秒前
人生若只如初见完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得30
13秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
dy发布了新的文献求助100
13秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
清平道人应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
沙彬发布了新的文献求助10
14秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512829
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306263
关于积分的说明 17745302
捐赠科研通 5614884
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923878
邀请新用户注册赠送积分活动 1901069
关于科研通互助平台的介绍 1762832