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Título: DEEP REINFORCEMENT LEARNING FOR HAPTIC SHARED CONTROL IN UNKNOWN TASKS
Autor: FRANKLIN CARDENOSO FERNANDEZ
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):  WOUTER CAARLS - ADVISOR
Nº do Conteudo: 50379
Catalogação:  19/11/2020 Idioma(s):  ENGLISH - UNITED STATES
Tipo:  TEXT Subtipo:  THESIS
Natureza:  SCHOLARLY PUBLICATION
Nota:  Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=50379@1
Referência [en]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=50379@2
Referência DOI:  https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.50379

Resumo:
Recent years have shown a growing interest in using haptic share control (HSC) in teleoperated systems. In HSC, the application of virtual guiding forces decreases the user’s control effort and improves execution time in various tasks, presenting a good alternative in comparison with direct teleoperation. HSC, despite demonstrating good performance, opens a new gap: how to design the guiding forces. For this reason, the real challenge lies in developing controllers to provide the virtual guiding forces, able to deal with new situations that appear while a task is being performed. This work addresses this challenge by designing a controller based on the deep deterministic policy gradient (DDPG) algorithm to provide the assistance, and a convolutional neural network (CNN) to perform the task detection. The agent learns to minimize the time it takes the human to execute the desired task, while simultaneously minimizing their resistance to the provided feedback. This resistance thus provides the learning algorithm with information about which direction the human is trying to follow, in this case, the pick-and-place task. Diverse results demonstrate the successful application of the proposed approach by learning custom policies for each user who was asked to test the system. It exhibits stable convergence and aids the user in completing the task with the least amount of steps possible.

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