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LOPAL: Local Performance-Aware Active Learning From Imperfect Demonstrations

Heidersberger, Johannes und Jadav, Shail und Lee, Dongheui (2026) LOPAL: Local Performance-Aware Active Learning From Imperfect Demonstrations. IEEE Robotics and Automation Letters, 11 (7), Seiten 9040-9047. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2026.3698364. ISSN 2377-3766.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/11538996

Kurzfassung

Learning from Demonstration (LfD) enables intuitive robot skill acquisition by allowing robots to learn directly from human task demonstrations. However, current methods often fail to address the fact that due to suboptimal and inconsistent human behavior, the quality of the demonstration can vary within each demonstration. Therefore, we introduce LOPAL (LOcal Performance-aware Active Learning), an active learning approach that leverages this local demonstration quality information. Our approach consists of two synergistic components. First, a local performance-driven LfD method uses a Gaussian Mixture Model (GMM) to encode both the demonstrated trajectories and their associated local quality assessments. This enables the generation of trajectories that outperform the imperfect demonstrations by utilizing complementary local data of high performance. Second, active data acquisition allows to improve beyond the imperfect demonstrations by collecting additional informative samples. In areas missing good data, the user is actively requested to provide corrections through a shared autonomy (SA) mechanism, while the robot autonomously executes the learned behavior. The efficacy of LOPAL was validated in both a simulation and a real-world experiment. The results from a real-world pipe inspection task showed that the proposed approach can achieve up to 27.31% improvement in task performance while also reducing the effort required to collect the demonstrations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/225542/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:LOPAL: Local Performance-Aware Active Learning From Imperfect Demonstrations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Heidersberger, JohannesTU WienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jadav, ShailTU WienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lee, DongheuiDongheui.Lee (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1897-7664NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 Mai 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
Band:11
DOI:10.1109/LRA.2026.3698364
Seitenbereich:Seiten 9040-9047
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Active Learning
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 - Autonome, lernende Roboter [RO], R - Basistechnologien [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Strobl, Dr.-Ing. Klaus H.
Hinterlegt am:15 Jul 2026 17:32
Letzte Änderung:15 Jul 2026 17:32

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