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スキル転送arXiv:2608.10600v1

BooST: 意味と動作を橋渡しする効率的なスキル転送

BooST: Bridging Semantics and Motions for Efficient Skill Transfer

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ロボット学習におけるスキル抽象化の課題を解決するため、意味的意図と動作ダイナミクスを統合した二段階フレームワークBooSTを提案し、シミュレーションと実機で効率的なスキル転送を実証した。

詳しい要約

1. どんなもの?

BooSTは、ロボット学習におけるスキル抽象化(skill abstraction)のための2段階フレームワークである。意味的意図(what)と運動ダイナミクス(how)を橋渡しし、タスクやドメインをまたいで汎化し、視覚的・動的摂動に対して頑健で、実用的な展開に十分効率的なスキル表現を学習する。具体的には、cross-modal VQ-VAEを用いて意味と運動の両方を捉えた統一的なスキル表現を獲得し、その後、軽量なポリシーに蒸留することで、新しいタスクへの効率的な下流適応を可能にする。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

既存のスキル抽象化手法は、高レベルの意味的意図(what)または低レベルの運動ダイナミクス(how)のいずれかを捉えることが多く、スキル転送が不完全で、下流の適応に大量のドメイン内データを必要とする。BooSTは、これらを明示的に橋渡しすることで、汎化、頑健性、効率性の3つの要件をすべて満たす点が優れている。

3. 技術・手法の肝は?

BooSTは2段階のフレームワークを採用する。第1段階では、cross-modal VQ-VAEを用いて、意味的意図と運動ダイナミクスの両方を捉える統一的なスキル表現を学習する。第2段階では、この表現を軽量なポリシーに蒸留し、新しいタスクへの効率的な下流適応を可能にする。

4. どうやって有効だと検証した?

シミュレーションと実ロボットの両方の環境で広範な実験を行い、数ショット適応、クロスドメインスキル転送、動的視覚的妨害物に対する頑健性において優れた性能を示した。また、軽量でありながら表現力豊かな設計が実世界展開に適していることを実証した。

5. 議論はある?

要旨からは、BooSTの限界や潜在的な欠点についての議論は不明である。また、他の手法との定量的な比較や、特定のタスクやドメインにおける失敗事例なども要旨には含まれていない。

6. 次に読むべき論文は?

要旨で参照されている関連研究として、cross-modal VQ-VAE、skill abstraction、few-shot adaptation、cross-domain skill transferに関する論文が挙げられる。具体的には、VQ-VAEを用いたスキル表現学習や、ロボット学習におけるスキル転送の既存手法(例えば、オプション学習や階層的強化学習)が関連する。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Jusuk Lee, Daesol Cho, Jonghun Shin, Seungyeon Yoo, Jonghae Park, Taekbeom Lee, H. Jin Kim

分類: cs.RO, cs.CV, cs.LG

原文アブストラクト

Skill abstraction---the process of learning reusable and temporally extended behaviors---has emerged as a key paradigm for improving sample efficiency and generalization in robot learning. For efficient skill transfer to real robots, learned skills must generalize across tasks and domains, remain robust to visual and dynamic perturbations, and be efficient enough for practical deployment. However, existing methods typically satisfy only a subset of these properties, as they capture either high-level semantic intent (what) or low-level motion dynamics (how). This incomplete skill transfer yields weak priors for policy learning, thereby demanding substantial in-domain data for downstream adaptation. To address these challenges, we introduce BooST, a two-stage framework that explicitly bridges semantics and motions to satisfy all three desiderata. BooST first leverages a cross-modal VQ-VAE to capture both semantic intent and motion dynamics, yielding a unified skill representation. It then distills this representation into a lightweight policy for efficient downstream adaptation to new tasks. Extensive experiments across simulation and real-robot settings demonstrate that BooST achieves superior few-shot adaptation, cross-domain skill transfer, and robustness to dynamic visual distractors, while maintaining a lightweight yet expressive design suitable for real-world deployment.