An IoT-enabled reinforcement learning-driven ground robot for precision navigation and smart interaction in dynamic environments
Notice bibliographique
Résumé
Autonomous ground robots are increasingly relied upon in dynamic environments where reliable navigation and context-aware interaction are essential. However, existing robotic control systems often rely on cloud-based reinforcement learning (RL) frameworks or static algorithms that fail to adapt in real-time to noisy, unpredictable scenarios. These models typically overlook the constraints of edge deployment and lack robust integration with human interaction modalities such as voice and semantic object awareness. To address these limitations, this work proposes a fully embedded, IoT-enabled ground robot powered by a reinforcement learning-based adaptive control framework. The system leverages Raspberry Pi 4B+ as its core computational unit, integrating MQTT-driven communication, multimodal interaction through speech and vision, and lightweight policy convergence for obstacle-aware navigation. A novel RL-based state-action pipeline is trained and deployed entirely on-device, ensuring real-time responsiveness without external computation. Experimental evaluations show that the proposed framework reduces navigation errors by 22% and improves interaction latency by 37% over traditional PID and A*-based systems. The RL model converges in under 2200 episodes, with stable reward curves and high reliability across variable acoustic and physical terrains. This study showcases how low-cost, edge-based robots can achieve high autonomy and situational awareness contributing to future advancements in resilient, self-adaptive robotic systems within smart and resource-constrained environments.
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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».