In percutaneous intervention for treatment of coronary plaques, guidewire navigation is a primary procedure for stent delivery. Steering a flexible guidewire within coronary arteries requires considerable training, and the non-linearity between the control operation and the movement of the guidewire makes precise manipulation difficult. Here, we introduce a deep reinforcement learning(RL) framework for autonomous guidewire navigation in a robot-assisted coronary intervention. Using Rainbow, a segment-wise learning approach is applied to determine how best to accelerate training using human demonstrations with deep Q-learning from demonstrations (DQfD), transfer learning, and weight initialization. `State' for RL is customized as a focus window near the guidewire tip, and subgoals are placed to mitigate a sparse reward problem. The RL agent improves performance, eventually enabling the guidewire to reach all valid targets in `stable' phase. Our framework opens anew direction in the automation of robot-assisted intervention, providing guidance on RL in physical spaces involving mechanical fatigue.


翻译:在治疗冠心形时,导线导航是一种主要的导线交付程序。指导冠心动的灵活导线需要大量培训,控制操作与导线移动之间的非线性使精确的操纵变得困难。在这里,我们为机器人协助的冠心动干预中自主导线导航引入了深度强化学习(RL)框架。利用彩虹,采用了一种分级学习方法,以确定如何最佳地利用人类演示加速培训,从演示(DQfD)、转移学习和重量初始化等深Q学习(DQfD)、转移学习和重量初始化。“RL State”是作为在导线提示附近一个焦点窗口定制的,次级目标用于缓解微小的奖励问题。RL代理提高性能,最终使导线能够在“稳定”阶段达到所有有效目标。我们的框架开启了机器人辅助干预自动化的新方向,为涉及机械疲劳的物理空间的RL提供了指导。

0
下载
关闭预览

相关内容

【CMU】最新深度学习课程, Introduction to Deep Learning
专知会员服务
36+阅读 · 2020年9月12日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
专知会员服务
115+阅读 · 2019年12月24日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
11+阅读 · 2018年4月27日
carla 体验效果 及代码
CreateAMind
7+阅读 · 2018年2月3日
论文浅尝 | Reinforcement Learning for Relation Classification
开放知识图谱
9+阅读 · 2017年12月10日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年11月26日
Arxiv
8+阅读 · 2021年11月14日
Risk-Aware Active Inverse Reinforcement Learning
Arxiv
7+阅读 · 2019年1月8日
Arxiv
4+阅读 · 2018年12月3日
Relational Deep Reinforcement Learning
Arxiv
10+阅读 · 2018年6月28日
VIP会员
相关VIP内容
【CMU】最新深度学习课程, Introduction to Deep Learning
专知会员服务
36+阅读 · 2020年9月12日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
专知会员服务
115+阅读 · 2019年12月24日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
11+阅读 · 2018年4月27日
carla 体验效果 及代码
CreateAMind
7+阅读 · 2018年2月3日
论文浅尝 | Reinforcement Learning for Relation Classification
开放知识图谱
9+阅读 · 2017年12月10日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员