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从像素到证明:通过并行保形鲁棒MPC实现概率安全的潜在世界模型控制

Pixels to Proofs: Probabilistically-Safe Latent World Model Control via Parallel Conformal Robust MPC

Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院)

Devesh Nath, Anutam Srinivasan, Haoran Yin, Ruitong Jiang, Jeffrey Fang, Glen Chou

AI总结:

提出SLS^2框架,结合保形预测与鲁棒模型预测控制,在学习的潜在世界模型中实现基于视觉的安全运动规划,提升目标到达性能与安全性。

摘要:

我们提出了SLS^2,一个使用鲁棒模型预测控制(MPC)在学习的潜在世界模型中进行安全反馈运动规划的框架。我们的方法训练了一个动作条件的联合嵌入世界模型,具有紧凑的马尔可夫潜在状态,通过学习的潜在动力学实现高效的基于梯度的轨迹优化。为了在潜在预测不完美的情况下确保真实系统的安全性,我们采用保形预测来通知GPU加速的系统级综合(SLS)鲁棒MPC方案,以获得校准的潜在误差界限和鲁棒的潜在空间约束集。我们还学习并保形化了一个潜在约束检查器,使SLS规划器能够在闭环执行期间施加概率安全约束。我们在基于视觉的控制任务上评估了我们的方法,与潜在世界模型和安全规划基线相比,它提高了目标到达性能和安全性。

英文摘要:

We present SLS^2, a framework for safe feedback motion planning from pixels using robust model predictive control (MPC) in learned latent world models. Our approach trains an action-conditioned joint-embedding world model with compact Markovian latent states, enabling efficient gradient-based trajectory optimization through learned latent dynamics. To enforce safety for the true system despite imperfect latent predictions, we inform a GPU-accelerated system level synthesis (SLS) robust MPC scheme with conformal prediction to obtain calibrated latent error bounds and robust latent-space constraint sets. We further learn and conformalize a latent constraint checker, allowing the SLS planner to impose probabilistic safety constraints during closed-loop execution. We evaluate our method on vision-based control tasks, where it improves both goal-reaching performance and safety over latent world-model and safe-planning baselines.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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