The multi-robot adaptive sampling problem aims at finding trajectories for a team of robots to efficiently sample the phenomenon of interest within a given endurance budget of the robots. In this paper, we propose a robust and scalable approach using Multi-Agent Reinforcement Learning for cooperated Adaptive Sampling (MARLAS) of quasi-static environmental processes. Given a prior on the field being sampled, the proposed method learns decentralized policies for a team of robots to sample high-utility regions within a fixed budget. The multi-robot adaptive sampling problem requires the robots to coordinate with each other to avoid overlapping sampling trajectories. Therefore, we encode the estimates of neighbor positions and intermittent communication between robots into the learning process. We evaluated MARLAS over multiple performance metrics and found it to outperform other baseline multi-robot sampling techniques. Additionally, we demonstrate scalability with both the size of the robot team and the size of the region being sampled. We further demonstrate robustness to communication failures and robot failures. The experimental evaluations are conducted both in simulations on real data and in real robot experiments on demo environmental setup.


翻译:多机器人适应性取样问题旨在为一组机器人寻找轨迹,以便在机器人的特定耐力预算范围内对感兴趣的现象进行高效抽样。在本文中,我们建议采用一种稳健和可伸缩的方法,使用多代理强化学习方法对准静态环境过程进行合作的适应性取样(MARLAS ) 。鉴于在取样的实地之前,建议的方法为一组机器人了解分散政策,以便在固定预算范围内对高功率区域进行抽样。多机器人适应性取样问题要求机器人相互协调,以避免取样轨迹重叠。因此,我们将邻居位置的估计数和机器人间歇性通信纳入学习过程。我们用多种性能衡量标准对MARLAS进行了评估,发现它比其他基线多机器人取样技术要强。此外,我们证明机器人团队的规模和所采样区域的规模具有伸缩性。我们进一步显示通信失败和机器人失败的稳健性。实验性评估是在真实数据模拟和真实的机器人模拟中进行。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+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
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 Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18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
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
1+阅读 · 2012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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
21+阅读 · 2022年11月8日
VIP会员
相关资讯
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 Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18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
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
1+阅读 · 2012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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008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