亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Leveraging Imitation Learning on Pose Regulation Problem of a Robotic Fish

计算机科学 人工智能 强化学习 马尔可夫决策过程 机器人 稳健性(进化) 模仿 任务(项目管理) 马尔可夫过程 工程类 心理学 统计 系统工程 化学 基因 社会心理学 生物化学 数学
作者
Tianhao Zhang,Yao Lu,Chen Wang,Jinan Sun,Shikun Zhang,Airong Wei,Guangming Xie
出处
期刊:IEEE transactions on neural networks and learning systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:35 (3): 4232-4245 被引量:5
标识
DOI:10.1109/tnnls.2022.3202075
摘要

In this article, the pose regulation control problem of a robotic fish is investigated by formulating it as a Markov decision process (MDP). Such a typical task that requires the robot to arrive at the desired position with the desired orientation remains a challenge, since two objectives (position and orientation) may be conflicted during optimization. To handle the challenge, we adopt the sparse reward scheme, i.e., the robot will be rewarded if and only if it completes the pose regulation task. Although deep reinforcement learning (DRL) can achieve such an MDP with sparse rewards, the absence of immediate reward hinders the robot from efficient learning. To this end, we propose a novel imitation learning (IL) method that learns DRL-based policies from demonstrations with inverse reward shaping to overcome the challenge raised by extremely sparse rewards. Moreover, we design a demonstrator to generate various trajectory demonstrations based on one simple example from a nonexpert helper, which greatly reduces the time consumption of collecting robot samples. The simulation results evaluate the effectiveness of our proposed demonstrator and the state-of-the-art (SOTA) performance of our proposed IL method. Furthermore, we deploy the trained IL policy on a physical robotic fish to perform pose regulation in a swimming tank without/with external disturbances. The experimental results verify the effectiveness and robustness of our proposed methods in real world. Therefore, we believe this article is a step forward in the field of biomimetic underwater robot learning.

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
望向天空的鱼完成签到 ,获得积分10
48秒前
要减肥的冰姬完成签到,获得积分10
57秒前
死侍完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
2分钟前
2分钟前
Raunio完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
小二郎应助Frank采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
贝贝Rach发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
大晨发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
所所应助贝贝Rach采纳,获得10
3分钟前
甜甜纸飞机完成签到 ,获得积分10
3分钟前
甜甜的紫菜完成签到 ,获得积分10
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
LeoBigman完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
4分钟前
小雨发布了新的文献求助10
4分钟前
djnjv完成签到 ,获得积分10
4分钟前
Akim应助饱满绫采纳,获得10
4分钟前
5分钟前
饱满绫发布了新的文献求助10
5分钟前
balko发布了新的文献求助10
5分钟前
5分钟前
6分钟前
Frank发布了新的文献求助10
6分钟前
快乐谷蓝完成签到,获得积分10
6分钟前
饱满绫完成签到,获得积分20
6分钟前
南寅完成签到,获得积分10
6分钟前
土豆你个西红柿完成签到 ,获得积分10
6分钟前
陶醉的蜜蜂完成签到,获得积分10
7分钟前
jayliu完成签到,获得积分10
7分钟前
7分钟前
桥洞居士发布了新的文献求助10
7分钟前
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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
The Political Psychology of Citizens in Rising China 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5635018
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4734464
关于积分的说明 14989598
捐赠科研通 4792733
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2559863
邀请新用户注册赠送积分活动 1520158
关于科研通互助平台的介绍 1480203