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Failure Prediction at Runtime for Generative Robot Policies

Created by
  • Haebom

저자

Ralf Romer, Adrian Kobras, Luca Worbis, Angela P. Schoellig

개요

생성 모델 기반의 모방 학습(IL)을 사용하는 로봇의 복잡하고 장기적인 작업 수행 능력이 향상되었지만, 환경 변화나 오류 누적으로 인한 예측 불가능하고 안전하지 않은 동작으로 인해 작업 실패가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 실패 데이터를 필요로 하지 않는, 런타임 중 생성형 IL 정책의 실패를 예측하는 일반적인 프레임워크인 FIPER를 제안한다. FIPER는 (i) 정책의 임베딩 공간에서 무작위 네트워크 증류를 통해 감지된 out-of-distribution (OOD) 관찰, (ii) 새로운 action-chunk 엔트로피 점수로 측정된 생성된 액션의 높은 불확실성, 두 가지 실패 예측 지표를 식별한다. 두 실패 예측 점수는 성공적인 롤아웃의 작은 집합을 사용하여 등각 예측을 통해 보정된다. 두 지표가 짧은 시간 창을 통해 집계되어 임계값을 초과하면 실패 경고가 트리거된다. 다양한 실패 모드를 포함하는 5개의 시뮬레이션 및 실제 환경에서 FIPER를 평가한 결과, FIPER는 기존 방법보다 실제 실패와 양성 OOD 상황을 더 잘 구별하고 실패를 더 정확하고 조기에 예측함을 보여준다.

시사점, 한계점

시사점:
실패 데이터를 필요로 하지 않는 런타임 실패 예측 프레임워크 제안.
OOD 감지 및 액션 불확실성을 활용한 실패 예측.
등각 예측을 통한 예측 점수 보정.
다양한 환경에서 기존 방법보다 향상된 성능.
보다 해석 가능하고 안전한 생성형 로봇 정책 개발에 기여.
한계점:
구체적인 한계점은 논문 초록에 명시되지 않음. (논문 전체 내용 확인 필요)
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