Robot life-long task learning from human demonstrations: a Bayesian approach

ix Chapter 1: Introduction 1 1.1 Knowledge Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 Human-Robot Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3 Life-Long Learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.4 Contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.5 Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Chapter 2: Background and Related Work 11 2.1 Manual Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.2 Task-Level Robot Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3 Learning from Demonstration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.1 Demonstration Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3.2 Policy Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4 Life-Long Learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Chapter 3: Learning from Demonstration 19 3.1 Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.2 Role of the Instructor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3 Role of the Student . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.4 Knowledge Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.4.1 Human-Robot Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.4.2 System Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.5 Learning a Task Policy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30