Learning an accurate model of the environment is essential for model-based control tasks. Existing methods in robotic visuomotor control usually learn from data with heavily labelled actions, object entities or locations, which can be demanding in many cases. To cope with this limitation, we propose a method that trains a forward model from video data only, via disentangling the motion of controllable agent to model the transition dynamics. An object extractor and an interaction learner are trained in an end-to-end manner without supervision. The agent's motions are explicitly represented using spatial transformation matrices containing physical meanings. In the experiments, our method achieves superior performance on learning an accurate forward model in a Grid World environment, as well as a more realistic robot control environment in simulation. With the accurate learned forward models, we further demonstrate their usage in model predictive control as an effective approach for robotic manipulations.


翻译:以模型为基础的控制任务必须学习精确的环境模型。 机器人比武机控制的现有方法通常从标记高的动作、物体实体或地点的数据中学习,这在很多情况下要求很高。 为了应对这一限制,我们提议一种方法,通过拆开可控代理人的动作来模拟过渡动态,只用视频数据来训练前方模型。一个物体提取器和一个互动学习器在没有监督的情况下以端到端的方式接受培训。该代理人的动作使用含有物理含义的空间转换矩阵来明确体现。在实验中,我们的方法在学习一个准确的前沿模型以及在模拟中更现实的机器人控制环境方面取得了优异的性能。有了准确的前沿模型,我们进一步展示了它们作为机器人操纵的有效方法在模型预测控制中的用法。

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