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Lifelong Learning-Based MPC for Uncertain Multi-Task Manipulation

delete2026-02-27
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PRE
AI
D
Dimitrios Rakovitis
DOI:10.1109/LRA.2026.3668586delete
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摘要

摘要

En 中文
现代基于模型的手臂操作器越来越需要执行多样化的现实世界任务,例如从打开各种门到拾取和放置。然而,随着机器人生命周期中期望任务范围的扩大,模型不确定性增加,这会严重降低控制性能。自适应模型预测控制(AMPC)通过在线更新机器人-环境接触动力学来缓解这一问题,但现有方法假设任务先验或固定的训练分布已校准,这限制了其在新任务上的泛化能力。因此,我们提出了一种终身混合专家AMPC框架,该框架仅使用本体感觉,通过经验持续学习、精炼和识别任务特定的专家接触模型。在新环境中,专家通过基于残差的伪标签以小批量方式在线自我训练,并在成功试验后与高置信度标签整合。该框架的核心依赖于高斯混合模型(GMM)来实现:(i) 通过误差似然函数对专家进行门控;(ii) 通过误差预测似然函数估计分布外(OOD)接近度,这有助于监控学习过程并调整MPC的灵活性以在不确定性下降低风险和遗忘。我们实现了并比较了两种专家类别:高斯混合回归(GMR)和神经网络(NNs)。该方法在真实操作器上进行评估,并在具有多个未知和中期切换动态参数的多样化任务中,展现出优于两种当前最先进的AMPC方法的表现。
Keyword:
Lifelong learning
mixture of experts
model predictive control
adaptive systems
uncertain manipulation

期刊

I
IEEE Robotics and Automation Letters
IF:
5.3
论文数:
2.0K
被引数:
3.9W

机构

G
german research center for artificial intelligence
学者数:
19
论文数: 10
被引数: 0
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