
수경재배 상추 로봇 수확의 경로 안전 목표 도달을 위한 Sim-to-Real 강화학습
Sim-to-Real Reinforcement Learning for Path-Safe Target Reaching in Robotic Harvesting of Hydroponic Lettuce
Al Bashir, Partho Ghose, Yibin Wang, Robert G. Hardin, Joshua Peeples 외 2명
PSA-PPO(Path-Safe Approach Proximal Policy Optimization)는 온실 내 영양막기법(NFT) 수경재배 상추 수확을 위해 설계된 목표 조건부 강화학습(RL) 기반 로컬 도달 프레임워크다. 표준 클리핑 PPO 목적함수를 유지하면서 복도 인식 공간 제약, 궤적 이력 기반 안전 인코딩, 과제별 성공 기준을 통합한 정책 공식을 적용한다. Isaac Lab에서만 학습한 뒤 실세계 파인튜닝 없이 UR10e 로봇 팔에 이전하였으며, 150개 목표 대상 물리 벤치마크에서 94.7%의 도달 성공률을 달성했다. 이는 비교 대상인 Cartesian+TOTG(86.0%), RRTConnect(88.0%), RRT*(80.0%)를 상회하며, 최종 접근 구간의 중앙값 RMS 저크를 고전 계획기 대비 39.8~73.0% 줄였다. RGB-D 비전 모듈과 통합한 완전 시스템 평가에서는 144회 수확 시도에 대해 비전 유도 목표 도달률 94.4%, 완전 수확 성공률 86.1%를 기록했다.
















