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Unsupervised symbol emergence for supervised autonomy using multi-modal latent Dirichlet allocations

Lay, Florian Samuel und Bauer, Adrian Simon und Albu-Schäffer, Alin und Stulp, Freek und Leidner, Daniel (2021) Unsupervised symbol emergence for supervised autonomy using multi-modal latent Dirichlet allocations. Advanced Robotics. Taylor & Francis. doi: 10.1080/01691864.2021.2007169. ISSN 0169-1864.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
11MB

Offizielle URL: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01691864.2021.2007169

Kurzfassung

In future Mars exploration scenarios, astronauts orbiting the planet will control robots on the surface with supervised autonomy to construct infrastructure necessary for human habitation. Symbol-based planning enables intuitive supervised teleoperation by presenting relevant action possibilities to the astronaut. While our initial analog experiments aboard the International Space Station (ISS) proved this scenario to be very effective, the complexity of the problem puts high demands on domain models. However, the symbols used in symbolic planning are error-prone as they are often hand-crafted and lack a mapping to actual sensor information. While this may lead to biased action definitions, the lack of feedback is even more critical. To overcome these issues, this paper explores the possibility of learning the mapping between multi-modal sensor information and high-level preconditions and effects of robot actions. To achieve this, we propose to utilize a Multi-modal Latent Dirichlet Allocation (MLDA) for unsupervised symbol emergence. The learned representation is used to identify domain-specific design flaws and assis in supervised autonomy robot operation by predicting action feasibility and assessing the execution outcome. The approach is evaluated in a realistic telerobotics experiment conducted with the humanoid robot Rollin' Justin.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/146960/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Unsupervised symbol emergence for supervised autonomy using multi-modal latent Dirichlet allocations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lay, Florian SamuelFlorian.Lay (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5706-3278NICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, Adrian Simonadrian.bauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1171-4709NICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alinalin.albu-schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074142115881
Stulp, FreekFreek.Stulp (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9555-9517NICHT SPEZIFIZIERT
Leidner, DanielDaniel.Leidner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5091-7122NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 Dezember 2021
Erschienen in:Advanced Robotics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1080/01691864.2021.2007169
Verlag:Taylor & Francis
ISSN:0169-1864
Status:veröffentlicht
Stichwörter:MLDA, Symbol Emergence, Supervised Autonomy, Space Robotics
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - On-Orbit Servicing [RO], R - Intelligente Mobilität (RM) [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Lay, Florian Samuel
Hinterlegt am:11 Jan 2022 15:40
Letzte Änderung:11 Sep 2023 13:24

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