Geri Dön

Simultaneous human-robot learning for efficient skill synthesis

Etkin beceri sentezi için eşzamanlı insan-robot öğrenmesi

  1. Tez No: 409953
  2. Yazar: MOHAMMAD ALI ZAMANİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ERHAN ÖZTOP
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 87

Özet

Yakın gelecekte robotların ve otonom birimlerin günlük yaşamımızın bir parçası haline geleceği beklenmektedir. Fakat, robotları bütün olası görevler için klasik yöntemlerle programlamak mümkün değildir. Bu sebeple, robot programlamayı kolay ve erişilebilir hale getirmek robotik alanındaki aktif çalışma alanlarından biridir. Bu konuda katkı sağlamak amacıyla insan ve robotun eşzamanlı adaptasyonunu temel alan insan etkileşimli `döngüde insan' robot beceri sentezi çerçevesini sunuyoruz. Bu çerçevede, aslında öğretici olan kişi robotu kontrol etmeyi ve verilen bir görevi gerçek zamanda gerçekleştirmeyi öğrenmektedir. Aynı zamanda, robot da karmaşık ilişkili dinamik sistemleri öğretici insanın yönlendirmeleriyle öğrenmektedir. Bizim araştırmamızdaki temel amacımız, anlatılan sistemde beceri aktarım hızının nasıl artırılacağı ve aktarılan becerinin performansının nasıl yükseltilebileceği sorusuna bir çözüm bulmaktır. Beceri aktarım seansının başında, insan öğretici robotu tamamen teleoperasyonla kontrol etmektedir. Görev performansı geliştikçe, robot kontrolü eline almaya başlamakta ve en sonunda tamamen otonom hareket etmektedir. Önerdiğimiz çerçeve altında gerekli geliştirmeler yapılmış ve sonuçlar hareketli direk (cart-pole) donanımında, hareketli direk denge simülasyonunda ve dağ aracı (mountain car) görevlerinde gösterilmiştir. Eşzamanlı öğrenmenin standart sıralı öğrenme sistemlerine(robotların öğreticiyi gözlediği ve kontrolü eline almadığı öğrenim yöntemi) göre avantajlarını değerlendirmek amacıyla iki gruba bölünen insan öğreticilerle öğrenim deneyleri yapılmıştır. Ayrıca önerilen eşzamanlı çerçeveyi doğrulamak için, insan öğreticiyi modellemek üzere pekiştirmeli öğrenme uygulanmıştır. Elde ettiğimiz sonuçlarda, eşzamanlı öğrenim sürecini tamamlamış ve otonom hale gelmiş kontrolörün belirtilen görevlerde daha yüksek performansa ulaştığı görülmüştür.

Özet (Çeviri)

It is generally expected that robots and autonomous agents will become a part of our daily lives in the coming decades. However, it is not feasible to program robots in advance for all possible tasks using classical robot programming. Therefore, intuitive and easy robot programming is one of the active research areas in robotics. We propose and implement a human-in-the loop robot skill synthesis that involves simultaneous adaptation of the human and the robot. In this framework, the human demonstrator learns to control the robot in real-time to make it perform a given task. At the same time, the robot learns from the human guided control creating a non-trivial coupled dynamical system. The research question we address is how this system can be tuned to facilitate faster skill transfer or improve the performance level of the transferred skill. At the beginning of the skill transfer session, the human demonstrator controls the robot exclusively as in teleoperation. As the task performance improves the robot takes increasingly more share in control, eventually reaching to full autonomy. The proposed framework is implemented and shown to work on some tasks such as physical cart-pole setup, cart-pole balance simulation, and mountain car. To assess whether simultaneous learning has advantage over the standard sequential learning (where the robot learns from the human observation but does not interfere with the control) experiments with two groups of subjects were performed. Moreover, reinforcement learning is applied to model a human demonstrator to verify simultaneous framework. The results indicate that the final autonomous controller obtained via simultaneous learning has a higher performance in the mentioned tasks.

Benzer Tezler

  1. Design as making: Integration of design development and fabrication through human-computer interaction

    Yaparak tasarlama: insan bilgisayar etkileşimi ile tasarım ve imalat süreçlerini bütünleştirme

    SERDAR AŞUT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARZU ERDEM

  2. Türkçe tümcelerin yüklem odaklı anlam ve dilbilgisi çözümlemesi

    Grammatical and semantic analysis of turkish sentence based on predicate

    İLKNUR DÖNMEZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EŞREF ADALI

  3. Kompozit malzemeler için yapı izleme ve bakım sistemi

    Structural health monitoring and maintanence system for composite materials

    MAHMUT PEKEDİS

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Makine MühendisliğiEge Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN YILDIZ

  4. Implementation of learning motion to control a robotic arm using haptic technology

    Haptik teknoloji kullanarak robot kolunun denetiminde öğrenmenin uygulanması

    AHMED RAHMAN JASIM AL MUSAWI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Makine MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LALE CANAN DÜLGER

    PROF. DR. SADETTİN KAPUCU

  5. Otonom robotlarda, durumsal farkındalık temelli dinamik karar verme modeli ve yeni bir veri seti ile adaptif slam uygulaması

    Adaptive slam application in autonomous robots with a situational awareness based dynamic decision making model and a new dataset

    MÜMİNE YILDIZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mekatronik MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET KARALI

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR DÜNDAR