• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 1
  • Tagged with
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
1

Learning a Reactive Task Plan from Human Demonstrations : Building Behavior Trees using Learning from Demonstration and Planning Constraints / Automatisk inlärning av en reaktiv uppgiftsplan från mänskliga demonstrationer : Byggande av beteendeträd via inlärning från demonstrationer och planeringsbivillkor

Gustavsson, Oscar January 2021 (has links)
Robot programming can be an expensive and tedious task and companies may have to employ dedicated staff. A promising framework that can alleviate some of the most repetitive tasks and potentially make robots more accessible to non-experts is Learning from Demonstration (LfD). LfD is a framework where the robot learns how to solve a task by observing a human demonstrating it. A representation of the learned policy is needed and Behavior Trees (BTs) are promising. They are a representation of a controller that organizes the switching between tasks and naturally provides the modularity required for learning and the reactivity required for operating in an uncertain environment. Furthermore, BTs are transparent, allowing the user to inspect the policy and verify its safety before executing it. Learning BTs from demonstration has not been studied much in the past. The aim of this thesis is therefore to investigate the feasibility of using BTs in the context of LfD and how such a structure could be learned. To evaluate the feasibility of BTs and answering how they can be learned, a new algorithm for learning BTs from demonstration is presented and evaluated. The algorithm detects similarities between multiple demonstrations to infer in what reference frames different parts of a task occur. The similarities are also used to detect hidden task constraints and goal conditions that are given to a planner that outputs a reactive task plan in the form of a BT. The algorithm is evaluated on manipulation tasks in both simulation and a real robot. The results show that the resulting BT can successfully solve the task while being robust to initial conditions and reactive towards disturbances. These results suggest that BTs are a suitable policy representation for LfD. Furthermore, the results suggest that the presented algorithm is capable of learning a reactive and fault-tolerant task plan and can be used as a basis for future algorithms. / Robotprogrammering kan vara kostsamt och repetitivt och företag kan behöva anställa särskild personal. Ett lovande ramverk som kan underlätta några av de mest repetitiva uppgifterna och potentiellt göra robotar mer tillgängliga för icke-experter är Inlärning från Demonstrationer (eng. Learning from Demonstration, LfD). LfD är ett ramverk där roboten lär sig lösa en uppgift genom att observera hur en människa gör det. En representation av den inlärda policyn behövs och Beteendeträd (eng. Behavior Trees, BTs) är lovande. De är en representation av en kontroller som organiserar växlandet mellan olika uppgifter och tillhandahåller naturligt den moduläritet som krävs för lärande och den reaktivitet som krävs för att verka i en oviss miljö. Dessutom är BTs transparenta, vilket gör det möjligt för användaren att inspektera policyn och verifiera dess säkerhet innan den körs. Att lära sig BTs från demonstrationer har inte studerats mycket tidigare. Syftet med det här arbetet är därför att undersöka genomförbarheten av att använda BTs inom sammanhanget av LfD och hur en sådan struktur kan läras. För att utvärdera genomförbarheten hos BTs och svara på hur de kan läras in presenteras och utvärderas en ny algoritm för inlärning av BTs. Algoritmen detekterar likheter mellan flera demonstrationer för att avgöra i vilken referensram olika delar av uppgiften sker. Likheterna används även för att upptäcka dolda bivillkor och målvillkor i uppgiften som ges till en planerare som skapar en reaktiv uppgiftsplan i form av en BT. Algoritmen utvärderas på manipuleringsuppgifter både i simulering och på en verklig robot. Resultaten visar att de resulterande BTs kan lösa uppgifterna med framgång och samtidigt vara robusta mot begynnelsevillkor och reaktiva mot störningar. Resultaten antyder att BTs är lämpade som en policyrepresentation för LfD. Vidare antyder resultaten att den presenterade algoritmen är kapabel att lära sig en reaktiv och feltolerant uppgiftsplan och kan användas som en utgångspunkt för framtida algoritmer.

Page generated in 0.1665 seconds