๐Continual Mobile Manip ๋ฆฌ๋ทฐ
Paper Link (arXiv:2409.20568) โ arXiv์๋ v1(2024-09-30)๋ง ์ฌ๋ผ์ ์๊ณ ์ดํ ๊ฐ์ ๋ณธ์ด ์๋ค. ์ด ๋ฆฌ๋ทฐ๋ v1(= ํ๋ก์ ํธ ํ์ด์ง๊ฐ ๋ฐฐํฌํ๋
paper.pdf์ ๋์ผํ CoRL 2024 ์นด๋ฉ๋ผ๋ ๋)์ ์ ๋ณธ์ผ๋ก ์ฝ์๋ค.Project Page โ ํ์คํฌ๋ณ ์์ฐ ์์๊ณผ ํ์๋ฉ์ค, ๋ฐฉ๋ฒ ๊ทธ๋ฆผ์ด ์๋ค.
PDF (ํ๋ก์ ํธ ํ์ด์ง ๋ฐฐํฌ๋ณธ) โ ๋ถ๋ก A~E(ํ์ดํผํ๋ผ๋ฏธํฐยท๋ณด์ ํจ์ยทํ๋ผ์ด์ด ์์ฑ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆยท๋งต ์บ๋ฆฌ๋ธ๋ ์ด์ ยท์์คํ ๊ตฌ์ฑ) ํฌํจ.
Code: ์์. ํ๋ก์ ํธ ํ์ด์ง HTML์ ๋งํฌ๋ฅผ ์ ์๋ก ํ์ผ๋ฉด GitHub/HuggingFace/Drive ๋งํฌ๊ฐ ํ๋๋ ์๊ณ (๋์ค๋
github.io๋งํฌ๋ ์ ์ ๊ฐ์ธ ํ์ด์ง์ nerfies ํ ํ๋ฆฟ ํฌ๋ ๋ง๋ฟ), ๋ ผ๋ฌธ ๋ณธ๋ฌธยท๋ถ๋ก์๋ ์ ์ฅ์ URL์ด ์๋ค. ๊ณต๊ฐ๋ ๊ฒ์ ๋ ผ๋ฌธ PDF์ ์์๋ฟ์ด๋ค.Russell Mendonca, Emmanuel Panov, Bernadette Bucher, Jiuguang Wang, Deepak Pathak
Carnegie Mellon University ยท AI Institute โ CoRL 2024 (Munich)
- ๐ก ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๋ ์์ฐ๋ ์์ด, ์ค์ Spot ๋ก๋ด์ด ์คํ๊ฒฝ์์ ์ค์ค๋ก ์ฐ์ตํ๋ฉฐ ๋ชจ๋ฐ์ผ ๋งค๋ํฐ๋ ์ด์ ์คํฌ(์์ ์ฎ๊ธฐ๊ธฐยท์ฐ๋ ๋ฐ๊ธฐ ์ธ์ฐ๊ธฐยท๋น์๋ฃจ์ง)์ ๊ณ์ ๊ฐ์ ํ๊ฒ ๋ง๋ ๋ค.
- โ๏ธ โ ๋งค ์ํผ์๋๋ฅผ ์๋ ํ์ยท์ ๊ทผยทํ์ง๋ก ์์ํ๊ณ ๋ชฉํ๋ฅผ ๋ฒ๊ฐ์ ์ํ์ํค๋ task-relevant autonomy, โก RRT*ยท์คํฌ๋ฆฝํธ ๊ฐ์ behavior prior์ RL(RLPD)์ ๊ฒฐํฉ, โข ํ ์คํธ ํ๋กฌํํธ โ ๊ฒ์ถ(Grounding-DINO/Detic) โ ๋ถํ (SAM) โ ๊น์ด๋ก ๋ฌผ์ฒด ์ํ๋ฅผ ์ถ์ ํด ๋ง๋๋ ๊ณ์ธก ์๋ ๋ณด์, ์ธ ์ถ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ค.
- ๐ฏ 4๊ฐ ํ์คํฌ ํ๊ท ์ฑ๊ณต๋ฅ 80%(100/80/60/80%)๋ก, ํ๋ผ์ด์ด๋ง(20.75%)์ด๋ RL๋ง(22.5%) ์ด ๊ฒฝ์ฐ ๋๋น 3~4๋ฐฐ. ํ์คํฌ๋น ํ์ต์ ์คํ๊ฒฝ์์ 8~15์๊ฐ, ์๋ฐฑ~์์ฒ ์ํ ๊ท๋ชจ๋ค.
๐ Ping Review
๐ Ping โ A light tap on the surface. Get the gist in seconds.
๋ก๋ด ํ์ต์ ํ์ค ๋ ์ํผ๋ โ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ์์ ๋๋ ํ์ต โ ์ค๊ธฐ ์ ์ดโ๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ์์๋ฅผ ๋์ด ์ฎ๊ธฐ๊ฑฐ๋ ์ข ์ด๋ดํฌ๋ฅผ ๋น์๋ฃจ๋ก ์ธ์ด ๋ด๋ ์ผ์, ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ๊ฐ ์ฌํํด์ผ ํ ์ ์ดยท๋ง์ฐฐยท๋ณํ์ด ๋๋ฌด ์ง์ ๋ถํด์ ๋ชจ๋ธ๋ง ์์ฒด๊ฐ ์ฐ๊ตฌ ๊ณผ์ ๊ฐ ๋๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ๊ทธ๋ผ ์ฒ์๋ถํฐ ์คํ๊ฒฝ์์๋ง ๋ฐฐ์ฐ์๊ณ ํ๋ค. ๋จ, ์คํ๊ฒฝ RL์ด ๋ ๊ฑธ๋ ค ๋์ด์ง๋ ์ธ ๊ฐ์ง โ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ธ๋ชจ์๋ค(๋ก๋ด์ด ํ๊ณต์ ํ๋ง ํ๋ ๋ค), ์ํ์ด ๋๋ฌด ๋ง์ด ๋ ๋ค, ๋ณด์์ ๋๊ฐ ์ฃผ๋๋ โ ๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ํ๋์ฉ ๋ง๋ ์ฅ์น๋ฅผ ๋ถ์ธ๋ค.
๊ธฐ์กด ์คํ๊ฒฝ RL์ ๋๋ถ๋ถ ๊ณ ์ ๋ ํ ์ด๋ธ ์ ์ง๊ธฐ-๋๊ธฐ์ด๊ฑฐ๋ ์์ ์กฐ์์ด์๊ณ , ๋ฆฌ์ ์ ์ํด ํ๊ฒฝ์ ๊ฐ์กฐ(๊ณ์ธก)ํ๊ฑฐ๋ ์ฌ๋์ด ๋ถ์ด์ผ ํ๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ๋ค๋ฆฌ ๋ฌ๋ฆฐ ๋ชจ๋ฐ์ผ ๋งค๋ํฐ๋ ์ดํฐ(Spot)๋ก ํ ์ด๋ธ ์์ ์ฌ๋ผ๊ฐ์ง ์๋ ํฌ๊ณ ๋ฌด๊ฑฐ์ด ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ๋ค๋ฃจ๋ฉด์, ์ฌ๋ ๊ฐ์ ์ ์ค์ด๊ณ , ๋ณด์์ ์คํ๋ณด์บ๋ทธ๋ฌ๋ฆฌ ๋น์ ๋ชจ๋ธ๋ก ๋ง๋ ๋ค.

๊ฐ์(Fig. 1) โ ์คํ๊ฒฝ์์ ์ฐ์ต์ผ๋ก ํ์ตํ๋ 4๊ฐ ํ์คํฌ. ์: ์์ ์ฎ๊ธฐ๊ธฐ(์ขยท์ฐ), ์ฐ๋ ๋ฐ๊ธฐ ์ธ์ฐ๊ธฐ(์ค์), ์๋: ๋น์๋ฃจ์ง(2๋์ Spot์ด ๋ฑ์ฅํ๋ค).
ํต์ฌ ๋ฐฉ๋ฒ๋ก :
์ธ ๊ตฌ์ฑ์์๋ Fig. 2์ ์ธ ์นธ์ ๊ทธ๋๋ก ๋์ํ๋ค.

๋ฐฉ๋ฒ ๊ฐ์(Fig. 2) โ ์ข: task-relevant autonomy(goal-cycleยทmulti-goalยทauto-graspยทmulti-robot), ์ค: prior + policy, ์ฐ: Detic/DINO/SAM + ํ ์คํธ + ๊น์ด๋ก ๋ง๋๋ ๋ณด์.
(1) Task-relevant autonomy. ๋งค ์ํผ์๋๋ ๋์ ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ์ถ์ ํ๊ณ , RRT*๋ก SE(2) ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ์ง ์ ๊ทผํ๊ณ , (ํ์คํฌ์ ๋ฐ๋ผ) Spot SDK์ ๊ธฐํ ๊ธฐ๋ฐ ํ์ง ์คํฌ๋ก ์ก๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์์ํ๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ชฉํ ์ํ์ ๋จธ๋ฌผ๋ฌ ์ ์ฒด๋์ง ์๋๋ก goal-cycle(๋ชฉํ A โ๏ธ ๋ชฉํ B)์ ์๋ ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ด๋ค. ๋น์๋ฃจ์ง์ ์์ ๋ก๋ด 2๋๋ฅผ ์จ์, ํ ๋๊ฐ ์ธ๋ฉด ๋ค๋ฅธ ํ ๋๊ฐ ๋ดํฌ๋ฅผ ์ง์ด ์์์น์ ๋จ์ด๋จ๋ฆฐ๋ค.
(2) Prior-guided policy learning. ํ๋ผ์ด์ด P(\cdot)๋ ๊ด์ธก o_t๋ฅผ ๋ฐ์ ํ๋ a_t๋ฅผ ๋ด๋ ํจ์๋ก, ์ ์ฑ ๊ณผ ๊ฐ์ ์ธํฐํ์ด์ค๋ฅผ ๊ฐ๋๋ค. ๊ฒฐํฉ ๋ฐฉ์์ ์ธ ๊ฐ์ง๋ค.
- Separate โ ํ๋ผ์ด์ด๋ก ๊ถค์ ์ ๋ชจ์ ๋ฒํผ๋ฅผ ์ด๊ธฐํํ ๋ค ์จ๋ผ์ธ RL์ ๋๋ฆฐ๋ค.
- Sequential โ ์ L์คํ ์ ํ๋ผ์ด์ด, ์ดํ๋ ์ ์ฑ : \{P(a_0|o_0),\dots,P(a_L|o_L),\ \pi(a_{L+1}|o_{L+1}),\dots,\pi(a_T|o_T)\}
- Residual โ ๋งค ์คํ ์ ์ฑ ์ด ํ๋ผ์ด์ด ํ๋์ ๋ณด์ : \{P(a_0|o_0)+\pi(a_0|o_0),\dots,P(a_T|o_T)+\pi(a_T|o_T)\}
RL ๋ชฉ์ ์ ํต์์ ์ธ ํ ์ธ ๋ณด์ ํฉ์ด๊ณ , J(\pi_\theta)=\mathbb{E}\Big[\sum_{t=0}^{T}\gamma^{t}R(s_t,a_t)\Big],\quad s_0\sim p_0,\ a_t\sim\pi_\theta,\ s_{t+1}\sim\mathcal{P} ํ์ต๊ธฐ๋ RLPD(SAC ๊ธฐ๋ฐ off-policy + ์คํ๋ผ์ธ ๋ฐ์ดํฐ ํผํฉ ์ํ๋ง, REDQ์ ํฌ๋ฆฌํฑ ์์๋ธยทin-target minimization)์ DrQ์ ์ด๋ฏธ์ง ์ฆ๊ฐ์ ์น์ ๊ฒ์ด๋ค.
(3) ๊ณ์ธก ์๋ ๋ณด์. ํ ์คํธ ํ๋กฌํํธ โ Grounding-DINO ๋๋ Detic์ผ๋ก ๋ฐ์ด๋ฉ ๋ฐ์ค โ SAM์ผ๋ก ๋ง์คํฌ โ ๊น์ดยท์บ๋ฆฌ๋ธ๋ ์ด์ ์ผ๋ก ์ ๊ตฐ โ ๋ฌผ์ฒด ์ํ(๋ฌด๊ฒ์ค์ฌยท์) ์ถ์ โ ๋ชฉํ ์ํ์์ ์ฐจ์ด๋ก ๋ณด์. ์๋ฅผ ๋ค์ด ์์ ํ์คํฌ๋ r_{\text{pos}}=-x_{\text{diff}}+e^{-x_{\text{diff}}}+e^{-10x_{\text{diff}}},\qquad r_{\text{ori}}=e^{-w_{\text{diff}}}+e^{-10w_{\text{diff}}} ์ ํฉ์ ์ด๋ค(๋ถ๋ก C.2).
์ฃผ์ ๊ฒฐ๊ณผ:
- ์ต์ข ์ ์ฑ ํ๊ฐ(Table 2) ํ๊ท ์ฑ๊ณต๋ฅ 80% โ chair-corner 100%, chair-middle 80%, dustpan standup 60%, sweeping 80%.
- ๊ฐ์ ์ํ ์ ๊ธฐ์ค ๋น๊ต๊ตฐ: RL๋ง 20/50/20/0%(ํ๊ท 22.5%), ํ๋ผ์ด์ด๋ง 22/38/18/5%(ํ๊ท 20.75%), ํ๋ผ์ด์ด ๋ฐ์ดํฐ๋ก ์คํ๋ผ์ธ RL 10/20/60/10%(ํ๊ท 25%).
- ๊ฐ์ฅ ์ด๋ ค์ด ๋น์๋ฃจ์ง์์๋ ๋น๊ต๊ตฐ์ด ์ ๋ถ 0~10%์ธ๋ฐ ์ ์ ๋ฐฉ๋ฒ๋ง 80%๋ฅผ ๋ธ๋ค.
- ํ์คํฌ๋น ์คํ๊ฒฝ ํ์ต ์๊ฐ์ 8~15์๊ฐ, ํ์ต ๊ณก์ ์ ๊ฐ๋ก์ถ์ chair ~3,500 ์คํ , dustpan ~800 ์คํ , sweeping ~2,300 ์คํ ๊ท๋ชจ๋ค.
- ์ฐ๋ ๋ฐ๊ธฐ ์ธ์ฐ๊ธฐ์์๋ ์คํ๋ผ์ธ RL๋ 60%๋ก ๋๋ฅ ์ธ๋ฐ, ์ ์๋ค์ ์ง์ ์ผ๋ก ๋ค๋ฅธ ์ ๋ต(ํ์ ๋ค์ด ์ฌ๋ ธ๋ค ๋จ์ด๋จ๋ ค ๋๋ฐ๋ก ์๊ฒ ํ๊ธฐ)์ RL์ด ๋ฐ๊ฒฌํ๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ๋ค.
๊ฒฐ๋ก :
โ์คํ๊ฒฝ RL์ ์ธํ ๋น์ฉ ๋๋ฌธ์ ์ ๋๋คโ๋ ํต๋ ์ ๋ํด, ์์จ์ฑยทํ๋ผ์ด์ดยท๋น์ ๊ธฐ๋ฐ ๋ณด์ ์ธ ๊ฐ๋ฅผ ๋์์ ์๋ณด๋ฉด ํ๋ฃจ ์ํ์ ์ฐ์ต์ผ๋ก ๋น์๋ช ํ ๋ชจ๋ฐ์ผ ๋งค๋ํฐ๋ ์ด์ ์คํฌ์ด ๋ถ๋๋ค๋ ๊ฒ์ 4๊ฐ ํ์คํฌ๋ก ๋ณด์ธ ์์คํ ๋ ผ๋ฌธ์ด๋ค. ๊ฐ๋ณ ๋ถํ์ ๋ชจ๋ ๊ธฐ์ฑํ(RLPDยทSAMยทDeticยทRRT*ยทSpot SDK)์ด๊ณ , ๊ธฐ์ฌ๋ ๊ทธ ์กฐํฉ๊ณผ ์คํ๊ฒฝ์์ ์ค์ ๋ก ๋์๊ฐ๊ฒ ๋ง๋ ์์คํ ์ค๊ณ์ ์๋ค.
๐ Ring Review
๐ Ring โ An idea that echoes. Grasp the core and its value.
ํ ์ค๋ก ์์ํ๋ฉด
โ๋ก๋ด์ด ํผ์ ์ฐ์ตํ๊ฒ ๋๋ ค๋ฉด, ์ฐ์ต์ด ์ธ๋ชจ ์์ด์ง๋๋ก ํ์ ๊น์์ค์ผ ํ๋คโ โ ๊ทธ ํ์ด ์๋ ํ์งยท๋ชฉํ ์ํยทํ๋ ํ๋ผ์ด์ดยท๋น์ ๋ณด์์ด๊ณ , ํ์ต ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ์์ฒด๋ ๊ฑด๋๋ฆฌ์ง ์์๋ค.
๋ฐฐ๊ฒฝ: ์คํ๊ฒฝ RL์ด ๋ชจ๋ฐ์ผ ๋งค๋ํฐ๋ ์ด์ ์์ ๋งํ๋ ์ง์
์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ์ต์ ์ ์ด์ด ๋ณต์กํด์ง์๋ก ๋ชจ๋ธ๋ง ๋น์ฉ์ด ํญ์ฆํ๋ค. ๊ทธ๋์ ์คํ๊ฒฝ RL์ด ๋์์ธ๋ฐ, ๋ ผ๋ฌธ์ด ์๋ก ์์ ์ ๋ฆฌํ๋ ๋ณ๋ชฉ์ ์ ์ด๋ค.
- ์์จ ์ด์์ ๋ฐ์ดํฐ ํ์ง. ๊ณ ์ฐจ์ ๋ชจ๋ฐ์ผ ๋งค๋ํฐ๋ ์ดํฐ๋ฅผ ๊ทธ๋ฅ ํ์ด ๋๋ฉด ๋ฌผ์ฒด๋ฅผ ๊ฑด๋๋ฆฌ์ง๋ ์๊ณ ํ๋ง ํ์ ๋๋ค. ์ค์ ๋ก ์ ์๋ค์ auto-grasp/goal-cycle ์์ด ์ ์ฒด ํ๋๊ณต๊ฐ์ผ๋ก ๋๋ฆฌ๋ฉด โ์ค๋ ์๊ฐ์ด ์ง๋๋ ํ์คํฌ ์ง์ฒ์ ์ ์๋ฏธํ ๋ณํ๊ฐ ์๋คโ๊ณ ๋ณด๊ณ ํ๋ค(์์ ๋ฌธ์ ๋ ์๋ค โ ํ์ด ์ธํ๋ฆฌ์ ๋ผ๊ฑฐ๋ ๋ฒฝ์ ์น๋ค).
- ๋ฆฌ์ ๊ณผ ์ ์ฒด. ๋ชฉํ์ ๋๋ฌํ ๋ค ๊ทธ ๊ทผ์ฒ์ ๋จธ๋ฌผ๋ฉด ๋ฐ์ดํฐ ๋ค์์ฑ์ด ์ฃฝ๋๋ค. goal-cycle์ ์์ ์กฐ์ ๋ฑ์์ ์ฐ์์ง๋ง ๋ชจ๋ฐ์ผ ์์คํ ์์๋ ๋ณด์ฌ์ง ์ ์ด ์์๋ค๋ ๊ฒ์ด ์ ์๋ค์ ํฌ์ง์ ๋์ด๋ค.
- ๋ณด์ ๊ณต๊ธ. ๊ธฐ์กด ์คํ๊ฒฝ RL์ ๋ณด์์ ํน์ ์ผ์๋ก ํ๊ฒฝ์ ๊ณ์ธกํ๊ฑฐ๋ ์ฌ๋์ด ๋ฃจํ์ ๋ค์ด๊ฐ์ผ ํ๋ค. ๋ ๋ค ํ์คํฌ๋ง๋ค ๋ค์ ํด์ผ ํด์ ํ์ฅ์ด ์ ๋๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ๋ชจ๋ฐ์ผ ํน์ ์ ๋์ด๋๊ฐ ๋ํด์ง๋ค. ์ง๊ธฐ-๋๊ธฐ๋ฅผ ๋์ด ๋ค๋ฆฌ์ ํ์ ํ์์ด ํ์ํ ์คํฌ(์์๋ฅผ ๋๊ณ ๊ฐ๋ฉฐ ์์ธ๋ฅผ ์ ์ง, ๋น์๋ฃจ๋ก ๋ณํ์ฒด๋ฅผ ์ธ๊ธฐ)์ ์ํ ํจ์จ์ด ๊ณง ์คํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด๋ค.
๋ฐฉ๋ฒ 1 โ Task-relevant autonomy
Auto-grasp / Auto-nav. ๋จผ์ ๋ก๋ด์ ๊ฑธ์ด ๋ค๋๊ฒ ํด ํ๋ ์ดํ ๋งต์ ๋ง๋ ๋ค(Spot SDK์ GraphNav, ํผ๋์ 5๊ฐ). ์ด ๋งต์ โ ๋ก๋ด ๊ตญ์งํ(๋ชธ์ฒด ์์ธ ๊ด์ธก๊ฐ), โก ์ธํ๋ฆฌ์์ ์ถฉ๋์ ๋ง๋ ์ถ๊ฐ ์์ ๊ณ์ธต(์ํ ํ๋ ํด๋ฆฌํ), โข RRT* ๋ด๋น๊ฒ์ด์ ์ ์ฅ์ ๋ฌผ ์ ๋ณด๋ก ์ฐ์ธ๋ค. ๋งค ์ํผ์๋๋ ๋ฌผ์ฒด ์ํ ์ถ์ โ RRT*๋ก SE(2) ์ ๊ทผ โ (ํ์์) Spot SDK ํ์ง๋ก ์์ํ๋ค. ํ์ง ํ์ ์ด๋ ์ก๋ ๋ถ์๋ฅผ ์ ์ฝํ์ง ์๋๋ค โ ์ฐ์ ์ํธ์์ฉ์ผ๋ก ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ์ด๋ค ์์ธ๋ก ๊ตด๋ฌ๊ฐ๋ ๊ณ์ ์ฐ์ต์ ์ด์ด๊ฐ๊ธฐ ์ํด์๋ค.

ํ๋ ์ดํ ์ถฉ๋๋งต(Fig. 8) โ ๋นจ๊ฐ ์์ญ์ด ๋ก๋ด ์์น ์ถ์ , ํ๋ ํ์์ด ํค๋ฉ. ์คํ์ ํ ์ด๋ธ์ด ๋ค์ด๊ฐ๋ฉด ์ด ๋งต์ ์ถ๊ฐ๋๋ค.
Goal-cycles. ์ ์ฒด ๋ฐฉ์ง์ฉ ์๋ ๋ฆฌ์ ์ด๋ค. Fig. 3์ด 4๊ฐ ํ์คํฌ์ ๋ชฉํ์์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค: ์์ ํ์คํฌ๋ x-y ํ๋ฉด์์ ๋ฉ๋ฆฌ ๋จ์ด์ง ๋ ๋ชฉํ๋ฅผ ๋ฒ๊ฐ์, ์ฐ๋ ๋ฐ๊ธฐ๋ ์ฐ๋ฌ์ง ๊ฒ์ ์ง์ด ์ธ์ฐ๊ธฐ, ๋น์๋ฃจ์ง์ ๋ก๋ด 2๋๋ก ์ํ์ ๋ง๋ ๋ค(์ฐ๋ ๋ก๋ด๋ง ํ์ตํ๊ณ , ๋ดํฌ๋ฅผ ๋๋๋ ค ๋๋ ๋ก๋ด์ auto-grasp๋ง ์ด๋ค).

ํ์คํฌ ๋ชฉํ(Fig. 3, (a)~(h)๋ฅผ 4์ดร2ํ์ผ๋ก ํฉ์ฑ) โ ์ด ์์: chair-tablecorner, chair-tablemiddle, ์ฐ๋ ๋ฐ๊ธฐ ์ธ์ฐ๊ธฐ, ๋น์๋ฃจ์ง. ํ์ goal-cycle์ ๋ ๋ชฉํ ์ํ. ๋น์๋ฃจ์ง์ ํ๋ ์ฌ๊ฐํ์ด ๋ชฉํ ์์ญ์ด๋ค.
์ ์ฒด ๋ฃจํ๋ Alg. 1์ ์ ๋ฆฌ๋ผ ์๋ค: ์ ๊ทผ/ํ์ง โ H์คํ ๋์ ํ๋ผ์ด์ดยท์ ์ฑ ์ผ๋ก ํ๋ํ๋ฉฐ ๋งค ์คํ ๋ณด์ ๊ณ์ฐยท๋ฒํผ ์ ์ฌยท๋ฐฐ์น ์ ๋ฐ์ดํธ โ ๋ชฉํ ๊ทผ์ฒ๋ฉด ์กฐ๊ธฐ ์ข ๋ฃ โ K๊ฐ ๊ถค์ ๋ง๋ค ๋ชฉํ ์ ํ.
๋ฐฉ๋ฒ 2 โ ํ๋ผ์ด์ด๋ฅผ ์ด๋ป๊ฒ ์๋๊ฐ
ํ๋ผ์ด์ด๋ โํ์คํฌ์ ๋ํ ๊ธฐ๋ณธ ์ง์โ์ด๋ค. ์์ ํ์ง๋ ์ต์ ์ด์ง๋ ์์๋ ๋๋ค. ์์ปจ๋ RRT* ํ๋๋๋ ํ ์ด๋ธ ์ํ์ 2D ์ ์ ๋ง ์ ๋ฟ ์์๋, ๋ก๋ด-์์ยท์์-ํ ์ด๋ธ ์ํธ์์ฉ๋ ๋ชจ๋ฅธ๋ค. ๊ทธ๋๋ ๋ ์ ์ฌ์ด๋ฅผ ๋์ถฉ ์ฎ๊ธฐ๋ ์ผ์ ์ํ๋ฏ๋ก, RL์ โ์ถฉ๋์์ ๋น ์ ธ๋์ค๊ธฐโ์ฒ๋ผ ๋ชจ๋ธ์ ์๋ ๋ถ๋ถ๋ง ๋ฐฐ์ฐ๋ฉด ๋๋ค.
ํ์คํฌ๋ณ ์ ํ์ Table 1์ ์๋ค.
| ํ์คํฌ | ํ๋ผ์ด์ด | ๊ฒฐํฉ ๋ฐฉ์ | ๋ณด์ ๊ทผ๊ฑฐ | ํฌ์ |
|---|---|---|---|---|
| Chair-tablecorner | RRT* | Sequential | ์์โ๋ชฉํ ๊ฑฐ๋ฆฌ | ์๋์ค |
| Chair-tablemiddle | RRT* | Sequential | ์์โ๋ชฉํ ๊ฑฐ๋ฆฌ | ์๋์ค |
| Dustpan standup | ์คํฌ๋ฆฝํธ | Separate | ์์ก์ด ๋์ด | ์ |
| Sweeping | ๊ฑฐ๋ฆฌ ์ ์ฝ | Residual | ๋ดํฌโ๋ชฉํ ๊ฑฐ๋ฆฌ | ์๋์ค |
์ธ ๊ฒฐํฉ ๋ฐฉ์์ ๋ ผ๋ฆฌ๋ ์๋ก ๋ค๋ฅด๋ค. Separate๋ โํ๋ผ์ด์ด ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๋๋ค ์ด๊ธฐํ ์ ์ฑ ๋ณด๋ค๋ ๋์ ๋ณด์์ ๋ณผ ๊ฒโ์ด๋ผ๋ ๋ถํธ์คํธ๋ฉ ๋ ผ๋ฆฌ(ํฌ์ ๋ณด์์ผ์๋ก ์ค์). Sequential์ ํ๋ผ์ด์ด๊ฐ ์ ์ฑ ์ ์ด๊ธฐ ์ํ ๋ถํฌ๋ฅผ ๊ตฌ์กฐํํ๋ค๋ ๋ ผ๋ฆฌ โ ๋ฐ์ดํฐ๋ก ํ๋ผ์ด์ด๋ฅผ ์ฆ๋ฅํ๋ ค๋ฉด ์ํ์ด ๋ง์ด ๋๋, ์์ ์ ์ด๊ถ์ ์๋ถ๋ถ์ ์ฃผ๋ ํธ์ด ์ง์ ์ ์ด๋ค. Residual์ ํ๋ผ์ด์ด๊ฐ ์ง์ ๋ฐฐํฌํ๊ธฐ์ ๋ชป ๋ฏธ๋ฅ์ง๋ง ํ๋์ ํฉ๋ฆฌ์ ๋ฒ์๋ ์ ํด ์ฃผ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ค(๋น์๋ฃจ์ง์ ํ๋ผ์ด์ด๋ โ๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ๊ฒ์ถ๋ ๋ดํฌ ์์น์์ 0.5 m ์ด๋ด์ ๋จธ๋ฌผ๋ฌ๋ผโ๊ฐ ์ ๋ถ๋ค).
ํ์ต๊ธฐ๋ RLPD + DrQ. ๋ถ๋ก B ๊ธฐ์ค ํ์ดํผํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ ๋ฐฐ์น 256, update-to-sample ratio 4, actor/critic lr 3e-4, MLP 2ร256, ํฌ๋ฆฌํฑ ์์๋ธ 10๊ฐ, ์ด๋ฏธ์ง ์ธ์ฝ๋๋ 4์ธต 3ร3 stride 2, ์ฑ๋ 32, latent 50์ด๋ฉฐ ์ฌ์ ํ์ต ์๋ฒ ๋ฉ์ ์ฐ์ง ์๊ณ ๋งค ์คํ๋ง๋ค ์ฒ์๋ถํฐ ์ฌํ์ตํ๋ค. ํ๊ฒฝ๋ณ๋ก๋ #MinQ์ ์ํธ๋กํผ ๊ด๋ จ ๊ฐ๋ง ์กฐ์ ํ๋ค(chair 2 / dustpan 1 / sweeping 2, target entropy โ2/โ2/โ4). ์ํผ์๋ ๊ธธ์ด๋ chairยทsweeping 16, dustpan 8์ด๋ค.
๋ฐฉ๋ฒ 3 โ ํ ์คํธ๋ก ์ ์ํ๋ ๋ณด์
๊ฐ ํ์คํฌ๋ โ๊ด์ฌ ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ์ด๋ค ์ํ์ ์์ด์ผ ํ๋๊ฐโ๋ก ์ ์๋๋ค. ๊ทธ๋์ ๋ฌผ์ฒด ์ํ๋ง ์ถ์ ํ ์ ์์ผ๋ฉด ๋ณด์์ด ์๊ธด๋ค. ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ํ ์คํธ ํ๋กฌํํธ โ Grounding-DINO ๋๋ Detic ๊ฒ์ถ โ SAM ๋ง์คํฌ โ ๊น์ด๋ก ์ ๊ตฐ โ ๋ฌด๊ฒ์ค์ฌยท์ ์ถ์ ์ด๋ค.

๋ถํ ๊ฒฐ๊ณผ(Fig. 7) โ ์ข: ์์ ํ์คํฌ, ์ฐ: ๋น์๋ฃจ์ง(์ข ์ด๋ดํฌ)์์ SAM์ด ๋ธ ๋ง์คํฌ. ๋ ผ๋ฌธ์ ์ด ์ถ์ ์ด โ์ก์์ด ์์ง๋ง ์ ์ด ์ ์ฑ ์ ํ์ต์ํค๊ธฐ์ ์ถฉ๋ถํ๋คโ๊ณ ํ๊ฐํ๋ค.
๋ถ๋ก C์ ๋ํ
์ผ์ด ์ด ํ์ดํ๋ผ์ธ์ ์ค์ ๋ชจ์ต์ ์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ํ๋กฌํํธ๋ ์์ 'chair', ์ฐ๋ ๋ฐ๊ธฐ 'red broom'(๊ธธ์ญํ ๋นจ๊ฐ ์์ก์ด ํ์ด๋ค), ์ข
์ด๋ดํฌ๋ 'box.bag.poster.signboard.envelope.tag.clipboard.street sign'์ฒ๋ผ ํ๋ณด๋ฅผ ์๋ฉ ๋์ดํ๋ค โ ๋ณํ์ฒด๋ผ ๋งค ํ๋ ์ ๋ค๋ฅธ ํด๋์ค๋ก ์กํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ ๋ขฐ๋ ๋ฌธํฑ์ ์์ 0.4, ์ฐ๋ ๋ฐ๊ธฐ 0.2, ๋ดํฌ 0.1๋ก ์ ๊ฐ๊ฐ์ด๊ณ , ํ๋ ์ดํ ๋ฐ ์์ ๊ฐ์ ์ค๊ฒ์ถ์ ์ถ์ ์์น๋ก ํํฐ๋งํ๋ค. Grounding-DINO๋ฅผ ์ธ ๋๋ ์ค๊ฒ์ถ์ ์ค์ด๋ ค ํ์คํฌ ํ๋กฌํํธ๋ฅผ COCO ํด๋์ค ๋ชฉ๋ก ๋ค์ ๋ถ์ธ๋ค.
๋ณด์ ํจ์๋ ํ์คํฌ๋ง๋ค ์์ผ๋ก ์ค๊ณํ๋ค. ์ฐ๋ ๋ฐ๊ธฐ๋ ์กฐ์ ์ค์๋ ๊ฒ์ถ์ด ์คํจํ๋ฏ๋ก ์ํผ์๋ ์ข ๋ฃ ์์๋ง ์์ก์ด ๋์ด๋ก r_{\text{bonus}}=10์ ์ฃผ๊ณ ๊ทธ ์ ์๋ ์์กด ํ๋ํฐ -0.1์ ์ค๋ค(๊ทธ๋ฆฝ์ ๋์ผ๋ฉด ์กฐ๊ธฐ ์ข ๋ฃ). ๋น์๋ฃจ์ง์ ๊ฑฐ๋ฆฌยท์ง์ฒยท๋๋ฌ ๋ณด๋์ค์ ํฉ์ด๋ค. r_{\text{dist}}=-0.2\,d(x_t,G_r)+e^{-10x_{\text{diff}}},\quad r_{\text{prog}}=10\max\big(0,\ d(x_{t-1},G_r)-d(x_t,G_r)\big),\quad r_{\text{bonus}}=10\ \text{if } d(x_t,G_r)=0
์ง๊ด: ์ ํ๋ผ์ด์ด๊ฐ ์ด๋ ๊ฒ ํฌ๊ฒ ๋จนํ๋๊ฐ
Fig. 5๊ฐ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์์ ๊ฐ์ฅ ์ค๋ช ๋ ฅ ์๋ ๊ทธ๋ฆผ์ด๋ค. ์์ ํ์คํฌ์ ๋ณด์์ ๋๋ต -x+e^{-x} ๊ผด(๊ฑฐ๋ฆฌ x)์ด๋ผ, ํ๊ท ๋ณด์์ด ์์๋ผ๋ ๊ฑด ๋ก๋ด์ด ๋ชฉํ์์ ๋ฉ๋ฆฌ ๋จ์ด์ง ๊ณณ์ ํค๋งค๊ณ ์๋ค๋ ๋ป์ด๋ค. ํ๋ผ์ด์ด ์๋ RL์ ํ๊ท ๋ณด์์ ํ์ต ๋ด๋ด โ1~โ2 ๊ตฌ๊ฐ์ ๋จธ๋ฌธ๋ค. ๋ฐ๋ฉด sequential ๊ฒฐํฉ์ ์ ์ฑ ์ด ํญ์ ๋ชฉํ ๊ทผ์ฒ์์ ์์ํ๋ฏ๋ก ๋์ ๋ณด์ ์ ํธ๋ฅผ ์์ฃผ ๋ง๋๊ณ , ๊ทธ๋์ ๋นจ๋ฆฌ ๋๋ค.

ํ์ต ์ค ํ๊ท ๋ณด์(Fig. 5) โ ์์ ๋ ํ์คํฌ. ํ๋(RL+prior)์ 0 ์๋ก ์ฌ๋ผ๊ฐ์ง๋ง ์ฃผํฉ(RL only)์ โ1~โ2์์ ๋ฒ์ด๋์ง ๋ชปํ๋ค. ์ด๋ก ์ ์ ์ด ํ๋ผ์ด์ด ์์ค.
๊ฑฐ๊พธ๋ก ํ๋ผ์ด์ด๋ง์ผ๋ก๋ ์ ์ ๋๋๊ฐ. ํ๋ผ์ด์ด๋ ๊ฒฝํ์์ ๋ฐฐ์ฐ์ง ์์ผ๋ฏ๋ก ๊ฐ์ ์ค์๋ฅผ ๋ฌดํํ ๋ฐ๋ณตํ๋ค. Fig. 6์ ์๊ฐ ์ ํํ ๊ทธ๊ฒ์ด๋ค: ๋จ์ํ๋ ๋ชจ๋ธ์ ์ฐ๋ RRT*๋ ์์-ํ ์ด๋ธ ์ํธ์์ฉ์ ๋ชจ๋ฅด๋ฏ๋ก ํ ์ด๋ธ๊ณผ ์ถฉ๋ํ ์ํ์ ๊ฐํ๊ณ ๋น ์ ธ๋์ค์ง ๋ชปํ๋ค.

์ ์ฑ ๋น๊ต(Fig. 6) โ ์ข: ํ๋ผ์ด์ด(๋ถ์์ ๋ชจ๋ธ RRT*)๊ฐ ํ ์ด๋ธ๊ณผ ์ถฉ๋ํ ์ฑ ๋ณต๊ตฌํ์ง ๋ชปํ๋ค. ์ฐ: ํ์ต๋ ์ ์ฑ ์ ์ถฉ๋์์ ๋น ์ ธ๋์ ํ์คํฌ๋ฅผ ์์ํ๋ค.
์ฆ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ํ๋ผ์ด์ด-RL ๊ฒฐํฉ์ โํ์ ๋ถํฌ๋ฅผ ์ขํ๋ ์ฅ์นโ์ โ์ขํ์ง ๋ถํฌ ์์์ ๋ชจ๋ธ ์ค์ฐจ๋ฅผ ๋ฉ์ฐ๋ ์ฅ์นโ์ ์ญํ ๋ถ๋ด์ด๋ค.
์คํ: ๋ฌด์์ ์ด๋ป๊ฒ ์๋๊ฐ
์ ์ . ์ฝ 6ร5 m ํ๋ ์ดํ(๊ธ์ ์ธํ๋ฆฌ), Spot ๋ก๋ด๊ณผ ํ. ๊ด์ธก์ ๋ณธ๋ฌธ ๊ธฐ์ค 128ร128 RGB 3๊ฐ(๊ณ ์ 3์ธ์นญ 1 + ์๊ณ ์ผํธ๋ฆญ 2)์ ๋ชธ์ฒด ์์ธยท์ ์์ธยท๋ชฉํ๋ฅผ ๋ํ ๊ฒ์ด๋ค. ํ๋๊ณต๊ฐ์ ์์ยท๋น์๋ฃจ์ง์ด 5์ฐจ์(๋ฒ ์ด์ค x,y,\theta + ๋ฒ ์ด์ค ๊ธฐ์ค ์ x,y), ์ฐ๋ ๋ฐ๊ธฐ๊ฐ 3์ฐจ์(z, yaw, ๊ทธ๋ฆฌํผ โ ๊ทธ๋ฆฌํผ ์ด๊ธฐ๊ฐ ์ํผ์๋๋ฅผ ์ข ๋ฃ์ํจ๋ค). ๊ณ์ฐ์ ์ํฌ์คํ ์ด์ A5000 ํ ์ฅ(์ฝ 20 GB)์์ RLPD ์จ๋ผ์ธ ํ์ต, ๊ฒ์ถยท๋ถํ ์ ํด๋ผ์ฐ๋ A100, ๊ณ ์ RealSense๋ ๋ ธํธ๋ถ์ ์ฐ๊ฒฐ๋ผ GRPC๋ก ์คํธ๋ฆฌ๋ฐ๋๊ณ ๋ก๋ด ๋ช ๋ น์ Wi-Fi๋ก ๋๊ฐ๋ค.
ํ์ต ๊ณก์ . ๋ค ํ์คํฌ ๋ชจ๋ ์ํ์ด ์์ผ์๋ก ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ด ๋จ์กฐ ์ฆ๊ฐํ๋ค. ํ๋ผ์ด์ด ์๋ RL์ ํจ์ฌ ๋๋ฆฌ๊ณ , ํ๋ผ์ด์ด ๋จ๋ (์ด๋ก ์ ์ )์ ๋น์ฐํ ํํํ๋ค.

ํ์ต ์ค ์ฑ๊ณต๋ฅ (Fig. 4) โ ์ขโ์ฐ: chair-corner, chair-middle, dustpan, sweeping. ๊ฐ๋ก์ถ ์ํ ์ ์ค์ผ์ผ์ด ํ์คํฌ๋ง๋ค ๋ค๋ฅด๋ค(dustpan ~800, chair ~3,500, sweeping ~2,300). ํ์ต ์ข ๋ฃ ์์ ๊ฐ์ ๋๋ต 0.84 / 0.71 / 0.59 / 0.36 ์์ค์ผ๋ก ์ฝํ๋ค.
์ต์ข ํ๊ฐ(Table 2). ํ๊ฐ๋ ํ์ต๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ํ๋ฅ ์ ์ ์ฑ ๋์ ๊ฒฐ์ ๋ก ์ ์ ์ฑ ์ ์ฐ๊ณ , ๋ฌผ์ฒด ์ด๊ธฐ ์ํ๋ฅผ goal-cycle์ ๋ฐ๋์ชฝ ๋ชฉํ ๊ทผ์ฒ๋ก ์ธํ ํ๋ค.
| ํ์คํฌ | Ours | Only RL | Only Prior | Offline RL |
|---|---|---|---|---|
| Chair-tablecorner | 100% | 20% | 22% | 10% |
| Chair-tablemiddle | 80% | 50% | 38% | 20% |
| Dustpan Standup | 60% | 20% | 18% | 60% |
| Sweeping | 80% | 0% | 5% | 10% |
| ํ๊ท | 80% | 22.5% | 20.75% | 25% |
ํ๊ท ์ ์ง์ ๊ณ์ฐํด ๋ณด๋ฉด 80 / 22.5 = 3.56๋ฐฐ, 80 / 20.75 = 3.86๋ฐฐ๋ค. ์ด๋ก์ โ3-4รโ๋ ์ ํํ๊ณ , ์๋ก ๊ณผ Table 2 ์บก์ ์ โ์ฝ 4๋ฐฐโ๋ ๋ฐ์ฌ๋ฆผ ์ชฝ์ด๋ค.
ํ๋ผ์ด์ด ๋ฐ์ดํฐ ํ์ง(์คํ๋ผ์ธ RL). ํ๋ผ์ด์ด๊ฐ ๋ชจ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ก๋ง ์คํ๋ผ์ธ RL์ ๋๋ฆฌ๋ฉด ์์ยท๋น์๋ฃจ์ง ํ๊ท ์ด 13%์ ๊ทธ์น๋ค(์จ๋ผ์ธ ์ํธ์์ฉ ์์ด๋ ๋ถ์กฑํ๋ค๋ ๊ทผ๊ฑฐ). ์ฐ๋ ๋ฐ๊ธฐ๋ง 60%๋ก ๋๋ฅ ์ธ๋ฐ, ์ ์๋ค์ ์ฌ๊ธฐ์ ์ง์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๊ฐ์กฐํ๋ค โ ์คํ๋ผ์ธ RL์ ํ๋ผ์ด์ด์ ์ฑ๊ณต ์ฌ๋ก๋ฅผ ๋ต์ตํ๊ณ , ์จ๋ผ์ธ RL์ ํ์ ๋ค์๋ค ๋จ์ด๋จ๋ ค ๋๋ฐ๋ก ์๊ฒ ํ๋ ๋ค๋ฅธ ์ ๋ต์ ๋ฐ๊ฒฌํ๋ค.
๊ฒฌ๊ณ ์ฑ. ํ๋ ์ดํ์ ํ๋น์ด ๋๋ ๊ณต๊ฐ์ด๋ผ ์กฐ๋๊ฐ ํ๋ฃจ ๋ด๋ด ๋ณํ๊ณ , ๋ฌผ์ฒด ์ด๊ธฐ ์์น์ ํ์ง ๋ฐฉ์์ด ๋งค๋ฒ ๋ฌ๋ผ ๋์ญํ๋ ๋ฌ๋ผ์ง๋ค. ๊ทธ ์กฐ๊ฑด์์ ํ์ต์ด ๊ณ์๋๋ค๋ ์ ์ ์ ์๋ค์ ์์คํ ์ ์ฑ๊ณผ๋ก ๋ ๋ค.
๋นํ์ ์ผ๋ก ๋ณด๋ฉด
๊ฐ์
- ์ธ ๋ณ๋ชฉ์ ๊ฐ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ์ฅ์น๋ก ๋ง๋ ์ค๊ณ๊ฐ ๋ช ๋ฃํ๋ค. ์์จ์ฑ์ ๋ฐ์ดํฐ ํ์ง, ํ๋ผ์ด์ด๋ ์ํ ํจ์จ, ๋น์ ๋ณด์์ ๊ฐ๋ ๋น์ฉ โ ์ด๋ ํ๋๋ง์ผ๋ก๋ ์คํ๊ฒฝ RL์ด ์์ง ์๋๋ค๋ ๊ฒ์ ํ์คํฌ 4๊ฐ๋ก ๋ณด์ฌ ์ค๋ค.
- ํ์คํฌ ์ ์ ์ด ์ ์งํ๊ฒ ์ด๋ ต๋ค. ๋ค๋ฆฌ-ํ ํ์์ด ํ์ํ ํฐ ๋ฌผ์ฒด ์กฐ์, ๋๊ตฌ ์ฌ์ฉ(๋น์๋ฃจ), ๋ณํ์ฒด(์ข ์ด๋ดํฌ)๋ฅผ ๊ณจ๋๋ค. ์คํ๊ฒฝ RL ๋ ผ๋ฌธ์์ ํํ ํ ์ด๋ธ ์ ์ง๊ธฐ-๋๊ธฐ์ ํ์คํ ๊ตฌ๋ถ๋๋ค.
- ํ๋ผ์ด์ด๋ฅผ โ์ต์ ์ด ์๋์ด๋ ๋๋คโ๋ก ์ ์ํ ๊ฒ์ด ์ค์ฉ์ ์ด๋ค. RRT*๊ฐ ์์์ ์กด์ฌ์กฐ์ฐจ ๋ชจ๋ฅธ๋ค๋ ์ ์ ์จ๊ธฐ์ง ์๊ณ , ์คํ๋ ค ๊ทธ ๋ชจ๋ธ ๊ฒฉ์ฐจ๋ฅผ RL์ด ๋ฉ์ฐ๋ ๊ทธ๋ฆผ์ผ๋ก ์ ์ํ๋ค. Fig. 5ยท6์ด ๊ทธ ์ฃผ์ฅ์ ์ค์ ๋ฐ์ดํฐ์ ์คํจ ์ฌ๋ก๋ก ๋ท๋ฐ์นจํ๋ค.
- ๋ถ๋ก์ด ์ถฉ์คํ๋ค. ํ๋กฌํํธ ๋ฌธ์์ด, ๊ฒ์ถ ๋ฌธํฑ, ๋ณด์ ํจ์, ์ฑ๊ณต ํ์ ๊ธฐ์ค, ํ๋ผ์ด์ด ์์ฑ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ, ๊ณ์ฐ ๊ตฌ์ฑ๊น์ง ์ ํ ์์ด ์ฝ๋ ์์ด๋ ์ฌ๊ตฌํ ๋ ผ์๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ๋ค(ํ๋์จ์ด๊ฐ ์๋ค๋ฉด).
์ฝ์ ยทํ๊ณ
- ํ๊ฐ์ ํ๋ณธ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ด๋์๋ ์๋ค. Table 2์ ์ํ ํ์ยท์๋ ์๊ฐ ๋ณธ๋ฌธยท๋ถ๋ก ์ ์ฒด์ ๋ณด๊ณ ๋ผ ์์ง ์๋ค(โtrialsโ, โseedsโ, โepisodesโ ๊ธฐ์ค ์ ์ ํ์ธ). 60%์ 80%์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ํด์ํ ๊ทผ๊ฑฐ๊ฐ ์๊ณ , Fig. 4ยท5์ ์์๋๊ฐ ๋ฌด์์ ๋ถ์ฐ์ธ์ง(์๋? ์ด๋์ฐฝ? ์ํผ์๋ ๊ฐ?)๋ ์ค๋ช ๋์ง ์๋๋ค.
Only Prior์ด์ ๋ ๋ฆฝ ํ๊ฐ๊ฐ ์๋ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ๋๋ค. 22 / 38 / 18 / 5%๋ Fig. 4์ ํ๋ผ์ด์ด ์ํ์ ๊ฐ๊ณผ ์ฌ์ค์ ๋์ผํ๊ฒ ์ฝํ๋ค. ๋ฐ๋ฉดOursยทOnly RL์ด์ ํ์ต ์ข ๋ฃ ์์ ๊ณก์ ๊ฐ(0.84 / 0.71 / 0.59 / 0.36, 0.11 / 0.30 / 0.22 / 0.06)๋ณด๋ค ๋๋ ท์ด ๋๋ค โ ๊ฒฐ์ ๋ก ์ ์ ์ฑ + ์ ๋ฆฌํ ์ด๊ธฐ ์ํ๋ผ๋ ํ๊ฐ ํ๋กํ ์ฝ ๋์ด๋ค. ์ฆ ๋น๊ต๊ตฐ๋ง๋ค ์ธก์ ์กฐ๊ฑด์ด ๊ฐ์ง ์์ ์ ์๋ค. ํนํ ๋น์๋ฃจ์ง์ ํ์ต ์ค 36% โ ํ๊ฐ 80%๋ก ๋ฒ์ด์ง๋ค.- โminimal human interventionโ์ด ์์น๋ก ๋ท๋ฐ์นจ๋์ง ์๋๋ค. ๋ฐฐํฐ๋ฆฌ ๊ต์ฒด, ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ์ธํ๋ฆฌ ๋ฐ์ผ๋ก ๋๊ฐ์ ๋์ ์ฒ๋ฆฌ, ํ์ง ์คํจ ๋์ ์ ๊ฐ์ ๊ฐ์ ํญ๋ชฉ์ด ํ ๋ฒ๋ ์ง๊ณ๋์ง ์๋๋ค(โbatteryโยทโinterventionโ์ ๋ณธ๋ฌธ์์ ์ด๋ก๊ณผ ์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ ์ ๋ชฉ ์ธ์ ๋ฑ์ฅํ์ง ์๋๋ค). 8~15์๊ฐ ๋ฌด์ธ ์ด์์ด๋ผ๊ณ ์ฝ๊ณ ์ถ์ด์ง์ง๋ง, ๋ ผ๋ฌธ์ ๊ทธ๋ ๊ฒ ์ฃผ์ฅํ์ง ์์๊ณ ๋ฐ๋ ์ฆ๊ฑฐ๋ ์ ์ํ์ง ์๋๋ค.
- โ๊ณ์ธก ์์ดโ๋ผ๋ ํํ์ ์๋์ ์ด๋ค. ๊ธ์ ์ธํ๋ฆฌ๋ก ๋๋ฌ์ผ ์ ์ฉ ํ๋ ์ดํ, ํผ๋์ 5๊ฐ๋ก ๋ง๋ GraphNav ๋งต, ๊ณ ์ 3์ธ์นญ RealSense, ์์ ํด๋ฆฌํ ๊ณ์ธต, ํด๋ผ์ฐ๋ A100์ด ์ ๋ถ ํ์ํ๋ค. ํน์ ์ผ์๋ฅผ ์ ์ด๋ค๋ ๋ป์ด์ง, ํ๊ฒฝ ์ค๋น๊ฐ ์๋ค๋ ๋ป์ ์๋๋ค. ์ ์๋ค๋ ๊ณ ์ ์นด๋ฉ๋ผ ์์กด์ ํ๊ณ๋ก ๋ช ์ํ๋ค.
- ์ฒซ ๋ฒ์งธ ๊ตฌ์ฑ์์(task-relevant autonomy)์๋ ์ ๋ ์คํ์ด ์๋ค. ๋ชจ๋ ๋น๊ต๊ตฐ์ด ์ด ์์๋ฅผ ๊ณต์ ํ๋ฏ๋ก, ์ด๊ฒ์ด ์์ ๋์ ํจ๊ณผ๋ โ์ ์๋ฏธํ ์ง์ฒ์ด ์๋คโ๋ ์์ ๊ณผ ์์ ๋ฌธ์ ์ธ๊ธ์ผ๋ก๋ง ๋จ๋๋ค. ๋ ผ๋ฌธ์ด ๊ธฐ์ฌ๋ก ๋ด์ธ์ด ์ธ ์ถ ์ค ํ๋๊ฐ ์ ์ ์คํ ๋ฐ์ ์๋ ์ ์ด๋ค.
- ๊ด์ธก ์์ ์ด ๋ณธ๋ฌธ๊ณผ ๋ถ๋ก์์ ์ด๊ธ๋๋ค. ๋ณธ๋ฌธ ยง4๋ โ128ร128 RGB 3๊ฐโ๋ผ ์ฐ๋๋ฐ ๋ถ๋ก B๋ โRGB ์์ค 4๊ฐโ(์๊ณ ์ขยท์ฐ, 3์ธ์นญ ํ์ฌ, 3์ธ์นญ ๋ชฉํ)์ ์๊ณ 128ร128 / 3์ธ์นญ 256ร256์ด๋ผ๊ณ ์ด๋ค. ์ฌ๊ตฌํ์์๊ฒ๋ ์์ง ์์ ์ฐจ์ด๋ค(๋ชฉํ ์ด๋ฏธ์ง์ ์กด์ฌ ์ฌ๋ถ๋ ๊ณง ๋ชฉํ ์กฐ๊ฑดํ ๋ฐฉ์์ด๋ค). ๋ถ๋ก ์ชฝ์ด ๊ตฌ์ฒด์ ์ด๋ฏ๋ก ๊ทธ์ชฝ์ ๋ฐ๋ฅด๋ ๊ฒ์ด ๋ง์ ๋ณด์ธ๋ค.
- ํ๊ธฐ ์ค๋ฅ๊ฐ ๋จ์ ์๋ค. ๋น์๋ฃจ์ง ๋ณด์์ e^{-10x_{\text{diff}}} ํญ์์ x_{\text{diff}}๋ ์์ ํ์คํฌ์์๋ง ์ ์๋ ๊ธฐํธ๋ก, ์ด ์ ์์๋ ์ ์๋์ง ์์ ์ฑ ์ฐ์ธ๋ค.
- ์ฝ๋ยท๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๊ณต๊ฐ๋์ง ์์๋ค. Spot + ํ + ์ ์ฉ ํ๋ ์ดํ + ํด๋ผ์ฐ๋ GPU๋ผ๋ ํ๋์จ์ด ์๊ตฌ๊น์ง ๊ฒน์ณ, ์ฌ์ค์ ์ฌํ์ ์ฌ๊ตฌํ์ด๋ค. ํ๋ผ์ด์ด ์คํฌ๋ฆฝํธ๋ ๋ณด์ยท๊ฒ์ถ ํ์ดํ๋ผ์ธ๋ง์ด๋ผ๋ ๊ณต๊ฐ๋๋ค๋ฉด ๊ฐ์น๊ฐ ์ปธ์ ๋ถ๋ถ์ด๋ค.
- ์ผ๋ฐํ ์ฃผ์ฅ์ ์กฐ์ฌํด์ ์ฝ์ด์ผ ํ๋ค. 4๊ฐ ํ์คํฌ๋ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ํ๋ ์ดํ, ๊ฐ์ ๋ฌผ์ฒด ์ธ์คํด์ค์์ ํ์ตยทํ๊ฐ๋๋ค. ์ ๋ฐฉ(์กฐ๋ช ยท๋ฐฐ์น๊ฐ ๋ค๋ฅธ)์ด๋ ์ ์์๋ก์ ์ ์ด๋ ์ธก์ ๋์ง ์์๋ค. โcontinually improvingโ์ ํ ํ์คํฌ๋ฅผ ์ค๋ ์ฐ์ตํ๋ ์๋ฏธ์ด์ง, ํ์คํฌ๋ฅผ ๋์ ํด ๊ฐ๋ continual learning๊ณผ๋ ๋ค๋ฅด๋ค.
- ์์ค ๊ฐ ์ฌ์ํ ๋ถ์ผ์น. ํ๋ก์ ํธ ํ์ด์ง๋ ํ์ต ์๊ฐ์ โ8-10 hoursโ, ์์์ โBoston Dynamics AI Instituteโ๋ผ ์ ์ง๋ง PDF๋ โ8-15 hoursโ, โAI Instituteโ๋ค. ๋ณธ๋ฌธยท๋ถ๋ก์ด ์ ๋ณธ์ด๋ฏ๋ก ์ด ๋ฆฌ๋ทฐ๋ PDF๋ฅผ ๋ฐ๋๋ค. (arXiv ์ด๋ก ๋ฉํ๋ฐ์ดํฐ์์๋ โ3-4รโ์ ๊ณฑ์ ๊ธฐํธ๊ฐ ๋น ์ ธ โ3-4 improvementโ๋ก ๋์จ๋ค โ ํํ ๋ณํ ์์ค์ด๋ค.)
๊ด๋ จ ์ฐ๊ตฌ์์ ์๋ฆฌ ๋งค๊น
- ํ์ต ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ ๊ณ๋ณด. ๋ฐฑ๋ณธ์ RLPD๋ค โ ์คํ๋ผ์ธ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋์นญ ์ํ๋ง์ผ๋ก ์๋ SAC ๋ณํ์ผ๋ก, ์ฌ๊ธฐ์๋ โํ๋ผ์ด์ด ๋ฐ์ดํฐโ๊ฐ ๊ณง ๊ทธ ์คํ๋ผ์ธ ์์ค๊ฐ ๋๋ค. RLPD ๋ฆฌ๋ทฐ์์ ๋ณธ โ์ ์ ์ํ๋ก ์ค๊ธฐ์์ ๋๋ฆฐ๋คโ๋ ์ฑ์ง์ด ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ ์ ๋ค. ์ด๋ฏธ์ง ์ ๋ ฅ์ฉ ์ฆ๊ฐ(DrQ)๊ณผ ํ์ดํผํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ FastRLAP(์ค๊ธฐ ๊ณ ์ ์ฃผํ)์์ ๊ทธ๋๋ก ๊ฐ์ ธ์๋ค.
- ํ๋ผ์ด์ด์ ์ ์ฑ ์ ๊ฒฐํฉ. residual ๊ฒฐํฉ์ Residual Off-Policy RL์ด BC ์ ์ฑ ์์ RL ๋ณด์ ์ ์น๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ ํํ์ด๋ฉฐ, ์ฐจ์ด๋ ๋ฒ ์ด์ค๊ฐ ํ์ต๋ ์ ์ฑ ์ด ์๋๋ผ ํ๋๋/์คํฌ๋ฆฝํธ๋ผ๋ ์ ์ด๋ค. ๋น์ทํ๊ฒ IL ์ ์ฑ ์ผ๋ก ํ์์ ๊ตฌ์กฐํํ๋ IBRL๊ณผ ๋๋นํ๋ฉด, ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์์ฐ์ ์์ ์ฐ์ง ์๋ ๋์ โ๋ถ์์ ํ ๋ชจ๋ธ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ผ์ด์ดโ๋ฅผ ๊ทธ ์๋ฆฌ์ ๋๋๋ค.
- ์คํ๊ฒฝ RL์ ๊ฐ๋ ๋ฌธ์ . HIL-SERL์ ์ฌ๋์ ๋ฃจํ ์์ ๋์ด ์ ๋ฐ ์กฐ์์ ๋์ด์ฌ๋ฆฌ๋ ๋ฐ๋ ๋ฐฉํฅ์ ํด๋ฒ์ด๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ฌ๋์ ๋นผ๊ณ ๊ทธ ์๋ฆฌ๋ฅผ ์คํ๋ณด์บ๋ทธ๋ฌ๋ฆฌ ๋น์ ๋ชจ๋ธ๋ก ์ฑ์ด๋ค โ ์ ๋ฐ๋๋ ๋ฎ์์ง์ง๋ง ํ์คํฌ ํ์ฅ ๋น์ฉ์ด ๋ฎ๋ค๋ ํธ๋ ์ด๋์คํ๋ค.
- ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ฐํ. Simulation to Online RL์ด โ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ ์ฌ์ ํ์ต ํ ์ค๊ธฐ ์จ๋ผ์ธ RLโ์ ๋ฌด์์ด ์ค์ํ์ง๋ฅผ ๋ฐ์ง๋ ๋ฐ๋ฉด, ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ฌ์ ํ์ต ์์ฒด๋ฅผ ์๋ตํ๊ณ ํ๋ผ์ด์ด๋ก ๋์ฒดํ๋ค. ๋ ๊ธ์ ๋๋ํ ์ฝ์ผ๋ฉด โ์ค๊ธฐ ์ํ ํจ์จ์ ์ด๋์ ์ฌ ์ค๋๊ฐโ(์๋ฎฌ vs ๋ชจ๋ธ ๊ธฐ๋ฐ ํ๋ผ์ด์ด)๋ผ๋ ์ถ์ด ๋ณด์ธ๋ค.
- ๋ชจ๋ฐ์ผ ๋งค๋ํฐ๋ ์ด์ . ์ ํ ์คํ๊ฒฝ RL์ ๋ชจ๋ฐ์ผ์์ ์ง๊ธฐ-๋๊ธฐ์ ๋จธ๋ฌผ๋ ๊ณ (Sun et al. CoRL 2022, Herzog et al. 2023), ๋ชจ๋ฐฉํ์ต ๊ณ์ด์ ์์ฐ ์์ง ๋น์ฉ์ ์ง๋ถํ๋ค(Mobile ALOHA ๋ฑ). ๋ฐ์ดํฐ ์์ฑ์ผ๋ก ๊ทธ ๋น์ฉ์ ๋ฎ์ถ๋ ค๋ MoMaGen๊ณผ ๋น๊ตํ๋ฉด, ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ โ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ง๋ค์ง ๋ง๊ณ ๋ก๋ด์ด ์ง์ ๊ฒช๊ฒ ํ์โ๋ ์ ๋ฐ๋ ์ ํ์ด๋ค. ๊ฐ์ Spot ๊ณ์ด ํ๋์จ์ด๋ก ๋ค๋ฆฌ-ํ ํ์์ ๋ค๋ฃฌ๋ค๋ ์ ์์๋ Arm-assisted Fall Recovery์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋ฌธ์ ์์์ ๊ณต์ ํ๋ค.
์์ฝ
์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ์ ์ํ์ง ์๋๋ค. ๋์ ์คํ๊ฒฝ RL์ โ๋์๊ฐ๊ฒโ ๋ง๋๋ ์ธ ๊ฐ์ง ์์คํ ์ฅ์น๋ฅผ ์ ์ํ๊ณ , ๋ค๋ฆฌ ๋ฌ๋ฆฐ ๋ชจ๋ฐ์ผ ๋งค๋ํฐ๋ ์ดํฐ๋ก ๋น์๋ช ํ 4๊ฐ ํ์คํฌ์์ ํ๊ท 80% ์ฑ๊ณต๋ฅ ์ ๋ง๋ ๋ค. ํต์ฌ ๋ฉ์์ง๋ โํ์์ ํ์คํฌ ์ชฝ์ผ๋ก ๋ฏธ๋ฆฌ ๋ฐ์ด ์ฃผ๋ฉด, ๊ธฐ์ฑ off-policy RL๋ก๋ ์คํ๊ฒฝ์์ ํ๋ฃจ ์์ ์คํฌ์ด ๋ถ๋๋คโ์ด๋ค.
๋์์ ์ด ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์ ์๋ ํ ๋๋ ์๊ฐ๋ณด๋ค ๋๊ป๋ค โ ์ ์ฉ ํ๋ ์ดํ, ์ฌ์ ๋งคํ, ๊ณ ์ ์นด๋ฉ๋ผ, ํด๋ผ์ฐ๋ GPU, ํ์คํฌ๋ง๋ค ์์ผ๋ก ์ด ๋ณด์๊ณผ ํ๋กฌํํธ์ ํ๋ผ์ด์ด. ๋ ผ๋ฌธ์ด ์ค์ธ ๊ฒ์ ์๋ฎฌ๋ ์ดํฐ ๋ชจ๋ธ๋ง ๋น์ฉ๊ณผ ์ฌ๋์ ์ค์๊ฐ ๊ฐ์ ์ด์ง, ์์ง๋์ด๋ง ์ด๋์ ์๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ํ๊ฐ ํ๋ณธ ํฌ๊ธฐ์ ๋น๊ต๊ตฐ ์ธก์ ์กฐ๊ฑด์ด ๋ถํฌ๋ช ํ ์ ์ด ๊ฒน์ณ, ์์น์ ์ ๋๊ฐ๋ณด๋ค๋ โํ๋ผ์ด์ด๋ฅผ ์์ผ๋ฉด ์คํ๊ฒฝ RL์ ํ์ต ๊ณก์ ์ด ์ค์ ๋ก ์ฌ๋ผ๊ฐ๋คโ๋ ๊ฒฝํฅ ์ชฝ์ ๋ฏฟ๊ณ ์ฝ๋ ํธ์ด ์์ ํ๋ค. ์ ์๋ค์ด ๋ค์ ๊ณผ์ ๋ก ๊ผฝ์ ๋๋ก, ํ์ยท๋ด๋น๊ฒ์ด์ ๊น์ง ํ์ต์ผ๋ก ํก์ํด ๊ณ ์ ์นด๋ฉ๋ผ์ ํ๋ ์ดํ์ ๋ฒ์ด๋๋ ์๊ฐ์ด ์ด ์ ๊ทผ์ ์ง์ง ์ํ๋๊ฐ ๋ ๊ฒ์ด๋ค.