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Uncertainty-aware imitation learning using kernelized movement primitives

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Developmental robotics

Developmental robotics (DevRob), sometimes called epigenetic robotics, is a scientific field which aims at studying the developmental mechanisms, architectures and constraints that allow lifelong and open-ended learning of new skills and new knowledge in embodied machines. As in human children, learning is expected to be cumulative and of progressively increasing complexity, and to result from self-exploration of the world in combination with social interaction.

Uncertainty

Uncertainty refers to epistemic situations involving imperfect or unknown information. It applies to predictions of future events, to physical measurements that are already made, or to the unknown. Uncertainty arises in partially observable or stochastic environments, as well as due to ignorance, indolence, or both. It arises in any number of fields, including insurance, philosophy, physics, statistics, economics, finance, medicine, psychology, sociology, engineering, metrology, meteorology, ecology and information science.

Uncertainty quantification

Uncertainty quantification (UQ) is the science of quantitative characterization and estimation of uncertainties in both computational and real world applications. It tries to determine how likely certain outcomes are if some aspects of the system are not exactly known. An example would be to predict the acceleration of a human body in a head-on crash with another car: even if the speed was exactly known, small differences in the manufacturing of individual cars, how tightly every bolt has been tightened, etc.

Behavior-based robotics

Behavior-based robotics (BBR) or behavioral robotics is an approach in robotics that focuses on robots that are able to exhibit complex-appearing behaviors despite little internal variable state to model its immediate environment, mostly gradually correcting its actions via sensory-motor links. Behavior-based robotics sets itself apart from traditional artificial intelligence by using biological systems as a model. Classic artificial intelligence typically uses a set of steps to solve problems, it follows a path based on internal representations of events compared to the behavior-based approach.

Observational learning

Observational learning is learning that occurs through observing the behavior of others. It is a form of social learning which takes various forms, based on various processes. In humans, this form of learning seems to not need reinforcement to occur, but instead, requires a social model such as a parent, sibling, friend, or teacher with surroundings. Particularly in childhood, a model is someone of authority or higher status in an environment.

Imitation (processus d'apprentissage)

thumb|300px|Un macaque rhésus imite l’avancement de la langue. L'apprentissage par imitation, du latin « imitatio » signifiant « copier, imitation », est une forme d'apprentissage par mimétisme. Ce processus conduit au « développement de traditions et, à terme d'une culture. Elle permet le transfert d'informations (comportements, coutumes, etc.) entre individus et les générations qui les suivent sans qu'il n'y ait besoin d'héritage génétique ». Le terme peut s'appliquer dans différents contextes allant du domptage aux relations internationales.

Propagation des incertitudes

Une mesure est toujours entachée d'erreur, dont on estime l'intensité par l'intermédiaire de l'incertitude. Lorsqu'une ou plusieurs mesures sont utilisées pour obtenir la valeur d'une ou de plusieurs autres grandeurs (par l'intermédiaire d'une formule explicite ou d'un algorithme), il faut savoir, non seulement calculer la valeur estimée de cette ou ces grandeurs, mais encore déterminer l'incertitude ou les incertitudes induites sur le ou les résultats du calcul.

Analyse de la variance

En statistique, lanalyse de la variance (terme souvent abrégé par le terme anglais ANOVA : analysis of variance) est un ensemble de modèles statistiques utilisés pour vérifier si les moyennes des groupes proviennent d'une même population. Les groupes correspondent aux modalités d'une variable qualitative (p. ex. variable : traitement; modalités : programme d'entrainement sportif, suppléments alimentaires; placebo) et les moyennes sont calculés à partir d'une variable continue (p. ex. gain musculaire).

Trois lois de la robotique

vignette|upright=1|Réplique de Robby le robot du film Planète interdite, un robot de fiction régi lui aussi par les Trois lois de la robotique. Les Trois lois de la robotique, formulées en 1942 par les écrivains de science-fiction Isaac Asimov et John W. Campbell, sont des règles auxquelles tous les robots positroniques qui apparaissent dans leurs romans doivent obéir.

Roboéthique

La roboéthique est l'éthique appliquée à la robotique. Elle est centrée sur l'éthique humaine pour guider la conception, la construction et l'utilisation des robots. Le terme roboéthique a été inventé en 2002, par le roboticien Gian Marco Veruggio, initiateur du premier colloque international sur la rob éthique en 2004. Comme la roboéthique est une éthique avant tout centrée sur l'humain, elle doit respecter les principes les plus importants et largement acceptés de la Déclaration universelle des droits de l'homme : La dignité humaine et des droits de l'homme.