ロボット制御タスクのための潜在線形二次レギュレータ(LaLQR)

arXiv cs.RO / 2026/4/22

💬 オピニオンDeveloper Stack & InfrastructureIdeas & Deep AnalysisModels & Research

要点

  • この論文では、LaLQRという手法を提案し、ロボットの状態空間を潜在空間へ写像することで、潜在空間上ではダイナミクスが線形かつコストが二次になるようにします。
  • 潜在空間で計算することで、非線形ダイナミクスに対して計算負荷が高くなりがちなモデル予測制御(MPC)の代わりに、より効率的にLQRを適用できることを狙っています。
  • 具体的には、元のMPCの振る舞いを模倣することで、潜在空間上のダイナミクスモデルとコスト構造を共同で学習します。
  • 実験では、LaLQRが複数のベースラインよりも計算効率と汎化性能の両面で優れていると報告されています。
  • 全体として、非線形ロボットダイナミクスに対するMPCの計算負荷を下げつつ、制御性能を維持することを目的としています。

Abstract

モデル予測制御(MPC)は、さまざまなロボティクス制御タスクにおいてより重要な役割を果たしてきましたが、特に非線形動力学モデルの場合に、その高い計算要求は懸念事項です。本論文では、状態空間を潜在空間へ写像する extbf{la}tent extbf{l}inear extbf{q}uadratic extbf{r}egulator(LaLQR)を提案します。この潜在空間上では動力学モデルが線形となり、コスト関数は二次であるため、LQRを効率的に適用できます。私たちは、元のMPCを模倣することで、この代替システムを共同で学習します。実験の結果、LaLQRは他のベースラインと比較して優れた効率性と汎化性能を示します。