现有的控制器已经能完成对于机械臂的控制了，将深度强化学习应用到机械臂的控制上还有什么实际意义吗？

即使现有的控制器已经能够让机械臂执行预设的任务，引入深度强化学习（DRL）依然能够为机械臂的操控带来更深层次的突破和更广泛的应用潜力。这不仅仅是简单的“锦上添花”，而是在智能性、适应性、效率和通用性等多个维度上的飞跃。

想象一下，现有的控制器就像一位技艺娴熟但只能按部就班的匠人。他可以准确无误地按照图纸制作出精美的产品，但如果产品的设计稍有变动，或者生产环境出现一些预料之外的干扰，他可能就需要停下来，等待新的指令或修正参数。而深度强化学习则赋予了机械臂“学习”和“思考”的能力，让它从一个被动的执行者变成一个主动的适应者，甚至是一位创造者。

首先，高度的适应性和鲁棒性是DRL最显著的优势之一。现有的控制器通常依赖于精确的物理模型和预先设定的参数。一旦环境发生变化——比如机械臂自身的磨损导致参数漂移，或者需要搬运的物体重量、形状、摩擦系数发生改变，亦或是工作台的表面发生微小倾斜——传统的控制器可能就需要重新校准，甚至失效。而DRL模型，特别是那些能够处理高维感知输入的模型，可以从大量的交互经验中学习到如何应对这些不确定性和变化。它不是死记硬背一套固定的操作，而是学会了一种“策略”，能够根据实时传感器数据（例如摄像头捕捉到的物体位置、机械臂末端的触觉反馈）来动态调整自己的动作，以实现目标。这意味着，使用DRL的机械臂在面对未知的、动态变化的环境时，依然能够保持高效和稳定，大大扩展了它的工作范围和应用场景，比如在杂乱无章的回收站里抓取特定物品，或者在半成品生产线上处理形状各异的零件。

其次，解决复杂或非线性控制问题的能力是DRL的另一大亮点。许多现实世界的物理系统，尤其是机械臂，其动力学特性是非线性的，并且包含着难以精确建模的高阶耦合项。传统的PID控制器或者模型预测控制（MPC）在处理这类复杂系统时，往往需要在模型精度和计算复杂度之间做出权衡，有时难以达到最优的控制效果。DRL则可以通过试错学习，直接从数据中学习到最优的控制策略，绕过了对精确物理模型的依赖。例如，在进行精细的组装任务时，微小的偏差就可能导致失败。DRL可以通过大量的尝试，学习到在细微的干扰下如何精细地调整关节力矩，从而实现比传统方法更平滑、更精准的运动轨迹，甚至能够掌握一些难以用解析方法描述的“技巧”，比如利用惯性来完成某些快速的动作。

再者，自主学习和技能迁移为机械臂的智能化升级提供了可能。一旦一个DRL模型在一个任务上训练成功，它所学到的策略往往具备一定的泛化能力。这意味着，在稍作调整后，它可以被应用到类似的、但略有不同的任务上，而无需从零开始重新训练。例如，一个学会了抓取圆形物体的机械臂，可能只需要少量额外训练，就能学会抓取方形物体，或者在不同大小的物体之间切换。这种“迁移学习”的能力极大地提高了机械臂的开发效率和适应性。更进一步，DRL还可以驱动机械臂进行更复杂的、多阶段的任务学习，比如先定位一个零件，然后拾取，再将其放置到指定位置，这个过程中的每一个环节都可以通过DRL的策略进行优化和串联。

最后，DRL还为优化能源效率和运动平滑度开辟了新的途径。传统的控制器通常以满足任务时间和精度要求为首要目标，而对能耗的优化可能不是主要考量。DRL的奖励函数设计可以包含对能源消耗的惩罚项，从而驱动机械臂学习出更为经济的运动轨迹。例如，在进行长距离的连续搬运任务时，DRL可以学习到如何利用动能回收或者避免不必要的加减速，以显著降低整体的能耗。同时，平滑的运动不仅能提高控制精度，减少机械损耗，还能在某些需要细腻操作的场景下（如与人协同工作），提升安全性。DRL可以通过对控制信号的平滑性进行奖励，来学习到更加柔和、自然的动作。

总而言之，将深度强化学习应用于机械臂的控制，并非取代现有控制器，而是在现有基础上，赋予机械臂更强的自主学习能力、更优的适应性、更高效的决策能力和更广泛的通用性。它让机械臂能够从“照本宣科”走向“融会贯通”，在日益复杂和多变的工业和科研环境中，展现出前所未有的潜力和价值。

网友意见

强化学习和模仿学习，本质都是在任务层面的（Task-level Control），而传统的机器人控制都是在动作级的（Action-level）和伺服级（Servo-level）。这个可以看下机器人的控制体系，比如《机器人学：建模规划与控制》这本书。

用汽车来比较，传统的机器人控制就是汽车的电控系统，强化学习和模仿学习要解决的是自动驾驶。

因为目前我们用到的机器人学科的传统教科书，基本都是2010年以前编写的，在这之前模仿学习和强化学习的功能还是比较弱的，所以大部分的内容还是从机电系统的角度去讲述机器人的，更多强调的是action level control或者motion control，而不是强调task level control。

另外，底层的运动控制强调的一般是控制的稳定和精准，所以做控制的一般做机器人动力学参数辨识，还要写个李亚普洛夫稳定性证明外加一些轨迹跟踪的误差分析等。

而上层的任务层一般强调的是泛化能力-generalization，所以可以看到很多的强化学习和模仿学习的工作，都要做些实验，证明自己的算法学习到的东西是可以在不同场景都能用的。

贴一张自己的ppt

类似的话题

• 

  现有的控制器已经能完成对于机械臂的控制了，将深度强化学习应用到机械臂的控制上还有什么实际意义吗？

  

  即使现有的控制器已经能够让机械臂执行预设的任务，引入深度强化学习（DRL）依然能够为机械臂的操控带来更深层次的突破和更广泛的应用潜力。这不仅仅是简单的“锦上添花”，而是在智能性、适应性、效率和通用性等多个维度上的飞跃。想象一下，现有的控制器就像一位技艺娴熟但只能按部就班的匠人。他可以准确无误地按照图.............
• 

  现代的先进控制理论先进在哪里？如何评价 PID 控制器份额在 95% 条件下稳定性逊色的先进控制系统？

  

  现代先进控制理论的先进之处：超越 PID 的世界在自动化和控制工程领域，PID 控制器（比例积分微分控制器）无疑是最为广泛和经典的一种控制策略。它的简单、易于实现和对许多基本问题的有效性使其在工业界拥有近乎垄断的地位，甚至有说法称其市场份额高达 95% 以上。然而，随着科技的飞速发展和应用场景的日益.............
• 

  现在钓鱼岛的实际控制权在谁的手里？

  

  关于钓鱼岛（日本称尖阁诸岛）的实际控制权问题，这是一个非常敏感且复杂的地缘政治议题。目前，钓鱼岛的实际控制权在 日本 的手里。下面我将详细阐述这一点，并从几个关键角度进行解释：1. 历史背景和争议的根源： 日本的主张： 日本认为钓鱼岛自1895年起就属于日本冲绳县石垣市。根据日本的说法，在甲午战.............
• 

  现在的显卡商家利用显卡控制市场是否构成垄断？如果真的涉嫌垄断，那么去哪里举报呢？工商局怎么联系呢？

  

  现在显卡市场的水涨船高，不少消费者都感觉到了价格的离谱。那么，显卡商家们这样做，到底有没有涉及垄断，我们又该找谁来管管呢？显卡商家“控盘”算不算垄断？首先，咱们得明白什么是垄断。简单来说，垄断就是一家或几家企业在市场中占据了支配地位，能够控制商品的价格、产量，并且能够阻止其他竞争者进入市场。显卡市场.............
• 

  中疾控专家称「现有疫苗对奥密克戎仍有效」，现有的疫苗防护力度有多大？

  

  近期，中国疾控中心专家关于“现有疫苗对奥密克戎仍有效”的表述，在公众中引起了广泛关注。这不仅是对疫苗效力的一份肯定，也为当前复杂的疫情形势下提供了重要的科学参考。那么，我们现有的疫苗，特别是针对新冠病毒的疫苗，究竟能提供多大程度的防护呢？要理解这个问题，我们需要从几个关键的维度来解读。首先，我们要明.............
• 

  既然韩国娱乐圈被财阀控制，为什么还能拍这么多反应黑暗现实的电影?

  

  韩国娱乐圈被财阀深度影响，这一点确实是众所周知的事实。我们看到的许多热门韩剧、电影，背后往往有大型娱乐公司或财阀的身影。那么，既然被“牢牢控制”，为什么韩国电影又能源源不断地拍出那些揭示社会黑暗面、批判现实的佳作呢？这背后其实有着相当复杂的运作逻辑和深层的文化土壤。首先，我们要理解“财阀控制”的含义.............
• 

  现在做纯运动控制的博士就业是否处于一个尴尬境地？

  

  近期听到不少关于纯运动控制博士就业的讨论，有人觉得“尴尬”，也有人觉得“挺好”，这种观点的差异，其实背后反映了行业发展的一些微妙变化，以及我们对“纯”的理解。今天就来聊聊这个话题，希望能说得更深入一些，也更贴近实际一些。首先，我们得承认，“纯”运动控制博士，在某些传统理解上，可能确实不如以往那样“香.............
• 

  克什米尔地区现在到底由哪个国家统治？中国在印巴冲突中扮演了什么角色？有没有被中国实际控制的地方？

  

  克什米尔是一个极其复杂且敏感的地区，其主权归属问题是印度和巴基斯坦之间长期冲突的核心。理解克什米尔的现状需要深入了解其历史背景、印巴两国的主张以及中国在其中的角色。克什米尔地区现在到底由哪个国家统治？简而言之，克什米尔目前没有被单一国家完全统治。这是一个被分割的地区，主要由印度和巴基斯坦实际控制。 .............
• 

  如果通信企业（中国移动，中国联通，中国电信）不是国企控制，中国的通信行业会和现在有不同吗？

  

  一个很有意思的问题，也是一个值得深思的议题。如果中国的三大通信运营商——中国移动、中国联通、中国电信——不是由国有资本控股，中国的通信行业，乃至于整个社会，很可能会发生一系列深刻的变化，这些变化体现在基础设施建设、服务质量、市场竞争、技术创新以及用户体验等多个层面。首先，我们来设想一下“非国企控制”.............
• 

  黄旭东现在是不是有控制星际圈舆论的嫌疑，怎么看待这种行为？

  

  黄旭东，这位星际争霸玩家口中的“毒奶色”，其在中文星际圈的影响力毋庸置疑。从他作为选手时期，到后来转型成为主播、解说，他都始终活跃在最前沿，见证了星际争霸在中国的发展历程。正因为这份长久而深厚的影响力，近期关于他是否“控制星际圈舆论”的讨论也随之而起，并且引起了不少玩家的关注。要理解这个问题，我们得.............
• 

  现实里到底是否存在“小而美”的互联网公司（比如凭实力融资但人为控制人员扩张以确保现金流的企业）？

  

  这问题问得挺实在的，尤其在如今互联网行业一片“规模至上”、“烧钱换市场”的浪潮里，问有没有“小而美”的公司，心里多少有点不踏实。答案是：当然存在，而且不少。只是，他们可能不太会挂在嘴边炫耀，也不太容易被那些追求“独角兽”光环的投资机构一眼相中，甚至在媒体报道中，他们的声音常常被那些动辄融资几亿几十亿.............
• 

  电饭煲清洗时电脑板进水，现在控制灯都亮，就是饭刚煮熟就跳保温，煮的饭都是半生半熟。请问是什么原因？

  

  .......
• 

  想去广州，但听说广东的德国小蠊（小蟑螂）很可怕，现在住宅和办公楼里会经常有吗？有办法控制吗？

  

  .......
• 

  如何戒烟?我才17，女的，抽了三年烟了，现在一天最少也要抽半包烟，忍不住啊，如何控制?

  

  .......
• 

  ipad air和mini2的触控变了？是不是现在的电容笔在上面触控效果都不好？

  

  关于iPad Air和mini 2触控体验的变化以及电容笔兼容性的问题，我来给你详细聊聊。首先，iPad Air和mini 2的触控层（也就是我们通常说的屏幕触控技术）并没有发生根本性的“改变”。它们都是使用了成熟的电容式触控技术。这种技术是通过检测手指或者导电物体（比如电容笔）接触屏幕时引起的电场.............
• 

  现在的女孩「颜控」有多厉害？

  

  现在的女孩，用“颜控”这两个字来形容，真的不是说说而已，而是实实在在影响着生活方方面面。你说有多厉害？嗯，这么说吧，有时候感觉她们看人的眼光，就像是在扫描商品一样，第一眼过不去，后面的可能就直接跳过了。首先，最直观的感受就是社交媒体上。刷小红书、抖音、微博，里面充斥着各种帅哥美女的图片和视频。女孩们.............
• 

  最近知乎/微博上有很多人在不断的控诉东北的社会现象和东北人，对此你怎么看？

  

  关于网络上对东北地区及其居民的负面言论，需要从多个维度进行理性分析，避免陷入刻板印象或地域歧视。以下从社会、经济、文化、媒体传播等角度展开详细说明： 一、东北地区的经济与社会背景1. 历史与产业结构的转型 东北曾是中国的工业重地（如“工业摇篮”），但自20世纪90年代后，随着资源型经济逐渐枯.............
• 

  你怎样看待中国目前教育资源严重倾斜？由此引发的“以业控人”到“以房控人”，到现在的“以学控人”？

  

  我注意到您提到了中国当前教育资源分布不均的问题，以及由此衍生的“以业控人”、“以房控人”到“以学控人”的现象。这是一个非常复杂且值得深入探讨的社会议题，背后牵扯到深厚的历史、经济、社会和家庭层面的原因。我将试着从几个角度来剖析这个问题，尽量避免生硬的论述，还原一个更贴近现实的观察。教育资源倾斜：现实.............
• 

  电饼铛买的时候说质保2年，现在1年不到，控温表坏了，和商家联系，叫我发红包买他的控温表，该怎么办。

  

  .......
• 

  如何看待少年的姐控现象？

  

  少年对姐姐的特殊情感，也就是所谓的“姐控”，这是一个挺有意思的社会现象，也是文学作品里常见的桥段。说到底，这是一种情感投射，只不过对象比较特殊，是自己的亲姐姐。从心理学的角度来看，少年时期正处于一个荷尔蒙分泌旺盛、自我意识觉醒的阶段。这时候的孩子们，对异性开始产生朦胧的好奇和向往，但由于年龄阅历尚浅.............