Imitation Learning (IL) has been increasingly employed to generate computationally efficient policies from task-relevant demonstrations provided by Model Predictive Control (MPC). However, commonly employed IL methods are often data- and computationally-inefficient, as they require a large number of MPC demonstrations, resulting in long training times, and they produce policies with limited robustness to disturbances not experienced during training. In this work, we propose an IL strategy to efficiently compress a computationally expensive MPC into a Deep Neural Network (DNN) policy that is robust to previously unseen disturbances. By using a robust variant of the MPC, called Robust Tube MPC (RTMPC), and leveraging properties from the controller, we introduce a computationally-efficient Data Aggregation (DA) method that enables a significant reduction of the number of MPC demonstrations and training time required to generate a robust policy. Our approach opens the possibility of zero-shot transfer of a policy trained from a single MPC demonstration collected in a nominal domain, such as a simulation or a robot in a lab/controlled environment, to a new domain with previously-unseen bounded model errors/perturbations. Numerical and experimental evaluations performed using linear and nonlinear MPC for agile flight on a multirotor show that our method outperforms strategies commonly employed in IL (such as DAgger and DR) in terms of demonstration-efficiency, training time, and robustness to perturbations unseen during training.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
126+阅读 · 2022年4月21日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+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
Arxiv
17+阅读 · 2020年11月15日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月25日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
相关基金
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员