We propose and study a class of rearrangement problems under a novel pick-n-swap prehensile manipulation model, in which a robotic manipulator, capable of carrying an item and making item swaps, is tasked to sort items stored in lattices of variable dimensions in a time-optimal manner. We systematically analyze the intrinsic optimality structure, which is fairly rich and intriguing, under different levels of item distinguishability (fully labeled, where each item has a unique label, or partially labeled, where multiple items may be of the same type) and different lattice dimensions. Focusing on the most practical setting of one and two dimensions, we develop low polynomial time cycle-following based algorithms that optimally perform rearrangements on 1D lattices under both fully- and partially-labeled settings. On the other hand, we show that rearrangement on 2D and higher dimensional lattices becomes computationally intractable to optimally solve. Despite their NP-hardness, we prove that efficient cycle-following based algorithms remain asymptotically optimal for 2D fully- and partially-labeled settings, in expectation, using the interesting fact that random permutations induce only a small number of cycles. We further improve these algorithms to provide 1.x-optimality when the number of items is small. Simulation studies corroborate the effectiveness of our algorithms.


翻译:我们建议并研究一种在新型的Pick-n-swap先质操纵模型下重新排列问题的类别,在这个模型中,一个机器人操纵器,能够携带一个项目并进行项目交换,负责以最优的时间-最佳的方式对存储于变量维度层的物品进行分类;我们系统地分析内在最佳性结构,这种结构相当丰富和令人着迷,在不同的项目可辨度水平下(完全贴上标签,每个项目都有独特的标签,或部分贴上标签,其中多个项目可能属于同一类型)和不同的装饰维度。我们注重一个和两个维度的最实用设置,我们开发了基于低多边时间周期的运行算法,在完全和部分贴上标签的环境下,以最佳的方式对1D楼层进行优化的重新排列。另一方面,我们显示2D楼和更高楼层的重新排列在计算方法上变得难以最优化。尽管它们具有NP-硬性,但我们证明基于周期的高效算法仍然以一个和两个维度两个维度的设置,我们开发了基于低度周期周期周期的低度周期周期周期的算法,基于算法的算法,以最优化的算算法基础的算算算法在完全和部分的精细的逻辑上,我们只能对2D的精细的精细的精细的算算算算算数进行。我们只是的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的精细的算的算的算法研究中,这些算的算数是用来使的精细的精细的精细的精细。

0
下载
关闭预览

相关内容

【如何做研究】How to research ,22页ppt
专知会员服务
108+阅读 · 2021年4月17日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26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
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员