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Learned graphical models for probabilistic planning provide a new class of movement primitives

  • Technische Universität Graz
  • Freie Universität Berlin

Publikation: Beitrag in Fachzeitschrift › Artikel › Forschung › Begutachtung

Abstract

Biologicalmovementgenerationcombinesthreeinterestingaspects:itsmodularorganizationinmovementprimitives(MPs),itscharacteristicsofstochasticoptimalityunderperturbations,anditsefficiencyintermsoflearning.Acommonapproachtomotorskilllearningistoendowtheprimitiveswithdynamicalsystems.Here,theparametersoftheprimitiveindirectlydefinetheshapeofareferencetrajectory.WeproposeanalternativeMPrepresentationbasedonprobabilisticinferenceinlearnedgraphicalmodelswithnewandinterestingpropertiesthatcomplieswithsalientfeaturesofbiologicalmovementcontrol.Insteadofendowingtheprimitiveswithdynamicalsystems,weproposetoendowMPswithanintrinsicprobabilisticplanningsystem,integratingthepowerofstochasticoptimalcontrol(SOC)methodswithinaMP.Theparameterizationoftheprimitiveisagraphicalmodelthatrepresentsthedynamicsandintrinsiccostfunctionsuchthatinferenceinthisgraphicalmodelyieldsthecontrolpolicy.Weparameterizetheintrinsiccostfunctionusingtask-relevantfeatures,suchastheimportanceofpassingthroughcertainvia-points.Thesystemdynamicsaswellasintrinsiccostfunctionparametersarelearnedinareinforcementlearning(RL)setting.Weevaluateourapproachonacomplex4-linkbalancingtask.Ourexperimentsshowthatourmovementrepresentationfacilitateslearningsignificantlyandleadstobettergeneralizationtonewtasksettingswithoutre-learning.
OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer97
Seitenumfang20
FachzeitschriftFrontiers in computational neuroscience
Jahrgang6.2013
AusgabenummerJanuary
DOIs
PublikationsstatusElektronische Veröffentlichung vor Drucklegung. - 2 Jan. 2013
Extern publiziertJa

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