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Interactive Learning via Physical Human Feedback using Uncertainty-Aware Energy Tanks

Fiorini, Edoardo und Knauer, Markus Wendelin und Eiband, Thomas und Iskandar, Maged und Silverio, Joao (2026) Interactive Learning via Physical Human Feedback using Uncertainty-Aware Energy Tanks. IEEE Robotics and Automation Letters. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2026.3671561. ISSN 2377-3766.

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3MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/11425762

Kurzfassung

Learning from demonstration (LfD) offers an intuitive alternative to manual coding by leveraging natural human behavior, while Human-Robot Interaction (HRI) provides an intuitive means to refine and adapt learned skills. Among interaction modalities, physical contact is a natural and effective way to convey intent. In order to leverage such modality, robots need to be able to distinguish physical contacts coming from deliberate human interactions (e.g. to correct a learned skill) from those from environmental factors (e.g. task-related). In this paper, we introduce a novel interactive framework for physically modulating learned robot skills. Our method builds on a state-of-the-art energy-tank-based intention detection approach to capture degree-of-freedom(DoF)-specific modulations and, accordingly, incorporate user-defined via-points into the learned skills. In contrast to common approaches, corrections are applied selectively to the relevant DoFs, preserving the original skill behavior in the remaining dimensions. Moreover, we leverage uncertainty in the demonstration data to modulate the tank dynamics, allowing users more or less time to intervene in regions of different uncertainty. We validate our approach on a torque-controlled 7-DoF robot executing a learned task of inserting a bearing ring, where physical human corrections are used to adapt to changes in the environment.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/223251/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Interactive Learning via Physical Human Feedback using Uncertainty-Aware Energy Tanks
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fiorini, Edoardoedoardo.fiorini (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Knauer, Markus WendelinMarkus.Knauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8229-9410NICHT SPEZIFIZIERT
Eiband, ThomasThomas.Eiband (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1074-9504208746189
Iskandar, MagedMaged.Iskandar (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Silverio, Joaojoao.silverio (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1428-8933NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 März 2026
Erschienen in:IEEE Robotics and Automation Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/LRA.2026.3671561
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Learning from demonstration, Human-Robot interaction, Variable Impedance Control
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HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - ASPIRO - Aerospace production using intelligent robotic systems, R - Synergieprojekt ASPIRO
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Kognitive Robotik
Hinterlegt von: Fiorini, Edoardo
Hinterlegt am:17 Mär 2026 17:20
Letzte Änderung:17 Mär 2026 17:20

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