線虫の生体詳細回路をタスク非依存の動的コアとして用いた視覚頑健なロボットマニピュレーション
A Biophysically Detailed C. elegans Circuit as a Task-Agnostic Dynamical Core for Visually Robust Robot Manipulation
線虫の感覚運動回路(136個の多区画ニューロン)を固定した動的コアとしてロボット方策に組み込み、薄いタスク別アダプタのみを学習させることで、視覚外乱に強いマニピュレーションを実現した。
著者: Linrui Qian, Jiajia Zhang, Gan He, Bohan Sun, Zhiwei Lin, Qianhao Wang, Zewu Cai, Nianyu Yi, Mengdi Zhao, Kai Du
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Robot policies are usually trained for one task, one body and one visual environment, and generalize poorly beyond these conditions. Whether a nervous system can instead supply the sensorimotor computation through its evolved wiring and biophysics remains unresolved. Here we embed a biophysically detailed Caenorhabditis elegans sensorimotor circuit - 136 multicompartment neurons with realistic morphologies and electrophysiological characteristics - as the dynamical core of a visuomotor policy. Only thin task-specific adapters are trained; the core's synaptic weights stay fixed while its membrane voltages evolve freely. Across different MetaWorld tasks the core matches or exceeds diffusion-policy, action-chunking-transformer and neural-circuit-policy baselines, and degrades less under visual perturbations. Replacing the core with generic network models such as MLP, LSTM, transformer or reservoir networks removes the advantage. Furthermore, on a real robotic arm the core withstands diverse visual perturbations that collapse the baselines. Our results suggest that visual robustness can be inherited from biophysically detailed circuit dynamics rather than learned by task-specific controllers.
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