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VLAarXiv:2609.19659

EmbodiedMind: 効率的な身体性知能のための適応的データキュレーションとプレフィックス木強化学習

EmbodiedMind: Adaptive Data Curation and Prefix-Tree Reinforcement Learning for Efficient Embodied Intelligence

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身体性基盤モデルの学習において、低情報サンプルの除去、タスク間のバランス調整、長期的計画におけるクレジット割り当て問題を解決するため、RSFT、IR-GRPO、Trie-GRPOを組み合わせた効率的な訓練パラダイムを提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 本論文は、embodied foundation modelの効率的な学習パラダイム「EmbodiedMind」を提案する。 - 大規模データと計算資源を必要とする従来の学習の課題を解決する。 - 具体的には、低情報量サンプルの排除、異種タスク間の勾配不均衡、長期的計画におけるcredit assignment問題に対処する。 - 3段階の学習手法を組み合わせ、18のベンチマークで平均70.02%のstate-of-the-art性能を達成する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のembodied foundation modelは大規模データと計算資源を必要とし、サンプル利用効率が低く、タスク間の勾配寄与が不均衡で、長期的計画におけるcredit assignmentが困難であった。 - 提案手法は、データ選択と階層的政策最適化により、これらの制限を克服し、効率的にstate-of-the-art性能を達成する。 - 特に長期的タスク計画の精度で他のembodied foundation modelを大幅に上回る。

3. 技術・手法の肝は?

- 3段階の相乗的アプローチを採用。 - 第一段階:Rejection Sampling-based Fine-Tuning (RSFT) により低情報量サンプルをフィルタリングし、分布崩壊を防ぎつつ堅牢な行動事前分布を確立。 - 第二段階:Iterative Rejection GRPO (IR-GRPO) により難易度で層別化されたタスク固有キューを用いてデータセットをバランスさせ、ハイブリッド報酬機構でクロスタスクフィードバックを精密化。 - 第三段階:Trie-GRPO は行動プレフィックスツリーに基づく強化学習アルゴリズムで、ステップレベルのadvantage estimationを可能にし、credit assignment問題を解決。探索効率と深さのバランスを取る。

4. どうやって有効だと検証した?

- 18のベンチマークで評価し、平均70.02%のstate-of-the-art性能を達成。 - 長期的タスク計画の精度で他のembodied foundation modelを大幅に上回ることを示した。 - プロジェクトは再現性のために公開予定。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究は明示されていない。関連手法として、GRPO (Group Relative Policy Optimization) やRejection Sampling、Prefix-Tree Reinforcement Learningが挙げられる。同分野の定番として、embodied foundation modelの学習手法や強化学習ベースの計画手法を読むべき。

※ 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: Feifan Wang, Zongbing Zhang, Yu Zhang, Lingfeng Wang, Yurui Zhu, Jin Deng, Mingliang Zhang, Zhengguang Gao, Yongcheng Wang, Jin Xu, Ri Yang

分類: cs.RO, cs.LG

原文アブストラクト

Training embodied foundation models typically requires massive-scale datasets and extensive computational resources, yet often suffers from three critical limitations: (1) inefficient sample utilization due to low-informative samples; (2) imbalanced gradient contributions across heterogeneous tasks; and (3) severe credit assignment problem in long-horizon planning, where trajectory-level rewards indiscriminately penalize all tokens. To address these issues, we propose an efficient training paradigm that achieves state-of-the-art average performance through strategic data selection and hierarchical policy optimization. Our approach consists of three synergistic stages. First, Rejection Sampling-based Fine-Tuning (RSFT) filters out low-informative samples to establish robust behavioral priors while preventing distributional collapse. Second, Iterative Rejection GRPO (IR-GRPO) employs task-specific queues stratified by difficulty to keep datasets balanced across reinforcement learning iterations, coupled with a hybrid reward mechanism for precise cross-task feedback. Third, to enhance long-horizon task planning, we introduce Trie-GRPO, a novel reinforcement learning algorithm based on action prefix trees, which enables step-level advantage estimation. This resolves the credit assignment problem by isolating intermediate correct decisions from downstream errors, while effectively balancing exploration efficiency and depth compared to conventional search trees. As a result, EmbodiedMind achieves a state-of-the-art average performance of 70.02% across 18 benchmarks, and significantly outperforms other embodied foundation models in long-horizon task planning accuracy. Our project will be released for reproducibility.

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PR本紙発行元 EmplifAI