无蓝图学习与设计构建桥梁

自主装配一直是许多智能机器人系统所期望的功能。我们研究了一项新的具有挑战性的装配任务：无蓝图设计与构建桥梁。在该任务中，机器人需要先为任意宽度的悬崖设计可行的桥梁结构，然后根据所提设计可靠地操纵积木构建稳定的桥梁。本文提出一种双层方法来解决该任务。在高层，系统利用深度强化学习和课程学习在物理模拟器中学习桥梁蓝图策略。策略以基于注意力的、具有以对象为中心输入的神经网络表示，从而能够泛化到不同数量的积木和悬崖宽度。对于底层控制，我们实现了基于运动规划的机器人实际控制策略，其可与训练好的蓝图策略直接结合用于真实世界桥梁构建而无需调参。在我们的实地研究中，我们的双层机器人系统展示了操纵积木构建具有不同结构的多种桥梁的能力。