Analyzing Neural Jacobian Methods in Applications of Visual Servoing and Kinematic Control
Notice bibliographique
Résumé
Designing adaptable control laws that can transfer between different robots is a challenge because of kinematic and dynamic differences, as well as in scenarios where external sensors are used. In this work, we empirically investigate a neural networks ability to approximate the Jacobian matrix for an application in Cartesian control schemes. Specifically, we are interested in approximating the kinematic Jacobian, which arises from kinematic equations mapping a manipulator’s joint angles to the end-effector’s location. We propose two different approaches to learn the kinematic Jacobian. The first method arises from visual servoing where we learn the kinematic Jacobian as an approximate linear system of equations from the k-nearest neighbors for a desired joint configuration. The second, motivated by forward models in machine learning, learns the kinematic behavior directly and calculates the Jacobian by differentiating the learned neural kinematics model. Simulation experimental results show that both methods achieve better performance than alternative data-driven methods for control, provide closer approximations to the proper kinematics Jacobian matrix, and on average produce better-conditioned Jacobian matrices. Real-world experiments were conducted on a Kinova Gen-3 lightweight robotic manipulator, which includes an uncalibrated visual servoing experiment, a practical application of our methods, as well as a 7-DOF point-to-point task highlighting that our methods are applicable on real robotic manipulators.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».