Simultaneous human-robot learning for efficient skill synthesis

Yakın gelecekte robotların ve otonom birimlerin günlük yaşamımızın bir parçası haline geleceği beklenmektedir. Fakat, robotları bütün olası görevler için klasik yöntemlerle programlamak mümkün değildir. Bu sebeple, robot programlamayı kolay ve erişilebilir hale getirmek robotik alanındaki aktif çalışma alanlarından biridir. Bu konuda katkı sağlamak amacıyla insan ve robotun eşzamanlı adaptasyonunu temel alan insan etkileşimli `döngüde insan' robot beceri sentezi çerçevesini sunuyoruz. Bu çerçevede, aslında öğretici olan kişi robotu kontrol etmeyi ve verilen bir görevi gerçek zamanda gerçekleştirmeyi öğrenmektedir. Aynı zamanda, robot da karmaşık ilişkili dinamik sistemleri öğretici insanın yönlendirmeleriyle öğrenmektedir. Bizim araştırmamızdaki temel amacımız, anlatılan sistemde beceri aktarım hızının nasıl artırılacağı ve aktarılan becerinin performansının nasıl yükseltilebileceği sorusuna bir çözüm bulmaktır. Beceri aktarım seansının başında, insan öğretici robotu tamamen teleoperasyonla kontrol etmektedir. Görev performansı geliştikçe, robot kontrolü eline almaya başlamakta ve en sonunda tamamen otonom hareket etmektedir. Önerdiğimiz çerçeve altında gerekli geliştirmeler yapılmış ve sonuçlar hareketli direk (cart-pole) donanımında, hareketli direk denge simülasyonunda ve dağ aracı (mountain car) görevlerinde gösterilmiştir. Eşzamanlı öğrenmenin standart sıralı öğrenme sistemlerine(robotların öğreticiyi gözlediği ve kontrolü eline almadığı öğrenim yöntemi) göre avantajlarını değerlendirmek amacıyla iki gruba bölünen insan öğreticilerle öğrenim deneyleri yapılmıştır. Ayrıca önerilen eşzamanlı çerçeveyi doğrulamak için, insan öğreticiyi modellemek üzere pekiştirmeli öğrenme uygulanmıştır. Elde ettiğimiz sonuçlarda, eşzamanlı öğrenim sürecini tamamlamış ve otonom hale gelmiş kontrolörün belirtilen görevlerde daha yüksek performansa ulaştığı görülmüştür.