机器人控制概述

强化学习在机器人控制领域有着广泛的应用,从简单的机械臂控制到复杂的四足机器人行走,强化学习为机器人提供了自主学习的能力。

主要应用

  • 机械臂控制:学习抓取、放置、装配等操作
  • 移动机器人:学习行走、导航、避障等技能
  • 四足机器人:学习在不同地形上行走和奔跑
  • 无人机控制:学习飞行、悬停、路径规划
  • 人形机器人:学习平衡、行走、操作物体

技术特点

  • 连续控制:机器人通常需要连续的动作空间(如关节角度、速度)
  • 高维状态:状态空间包括位置、速度、角度等多个维度
  • 安全性:需要确保训练过程的安全性,避免损坏机器人
  • 仿真到现实:通常在仿真环境中训练,然后迁移到真实机器人

常用环境

  • MuJoCo:物理仿真引擎,提供多种机器人环境
  • PyBullet:开源的物理仿真引擎
  • Gazebo:机器人仿真平台
  • Isaac Gym:NVIDIA的高性能机器人仿真环境

常用算法

  • PPO:稳定高效,是机器人控制的首选算法
  • SAC:适用于连续控制,样本效率高
  • TD3:DDPG的改进版本,更稳定
  • HER:适用于稀疏奖励的机器人任务