Traditional AI-planning methods for task planning in robotics require symbolically encoded domain description. While powerful in well-defined scenarios, setting this up requires substantial effort. Different from this, most everyday planning tasks are solved by humans intuitively, using mental imagery of the different planning steps. Here we suggest that the same approach can be used for robots, too, in cases which require only limited execution accuracy. In the current study, we propose a novel sub-symbolic method called Simulated Mental Imagery for Planning (SiMIP), which consists of several steps: perception, simulated action, success-checking and re-planning performed on 'imagined' images. We show that it is possible this way to implement mental imagery-based planning in an algorithmically sound way by combining regular convolutional neural networks and generative adversarial networks. With this method, the robot acquires the capability to use the initially existing scene to generate action plans without symbolic domain descriptions, hence, without the need to define an explicit representation of the environment. We create a dataset from real scenes for a packing problem of having to correctly place different objects into different target slots. This way efficiency and success rate of this algorithm could be quantified.


翻译:用于机器人任务规划的传统人工智能规划方法需要象征性的编码域描述。 虽然在定义明确的情景中具有强大的功能, 建立这一功能需要大量的努力。 与此不同的是, 多数日常规划任务都由人类直觉地解决, 使用不同规划步骤的心理图像。 我们在这里建议, 在只需要有限的执行精确度的情况下, 机器人也可以使用同样的方法。 在目前的研究中, 我们提议一种叫做“ 规划模拟精神图像( SiMIP) ” 的新颖的子同步方法, 由几个步骤组成: 感知、 模拟动作、 成功检查和重新规划在“ 想象中的” 图像上完成。 我们通过将常规的革命神经网络和基因化的对抗网络结合起来, 我们展示了这种方法可以以逻辑上稳健的方式实施基于精神图像的规划。 这样, 机器人就能获得在没有象征性域描述的情况下使用最初存在的场景来生成行动计划的能力, 因此, 不需要界定环境的明确描述。 我们从真实的场景中创建数据集, 以便将不同的物体正确定位到不同的目标位置, 能够将这种效率和成功的方式量化。

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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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