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マニピュレーションarXiv:2610.17789

DexStitch: 接触を考慮したロボットインペインティングによる人間動画からの器用なスキルの学習と合成

DexStitch: Learning and Composing Dexterous Skills from Human Videos via Contact-Aware Robotic Inpainting

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人間の長期的動画をスキルと遷移に分割し、接触を保ちながらロボットの観測・行動データに変換して、スキル条件付き方策で連続実行できるようにしたフレームワーク。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 長期的なmanipulationタスクを構成するprimitive skillsとtransitionsを、人間の動画から学習し、ロボットで実行可能な形に変換するフレームワークDexStitchを提案。 - 人間の動画をskill classifierで分割し、ロボットの観測・行動・スキルラベルに変換。 - 変換では、指ごとの人間-物体接触をガイドにdexterous hand retargetingとrobotic inpaintingを行い、接触形状と指-物体の遮蔽順序を保持。 - 共有skill-conditioned policyを合成データで事前学習し、少量の単一スキルteleoperationエピソードと混合して微調整。 - 現在と次のスキルを条件に遷移を誘導し、予測されたスキル進行で閉ループ切替を実現。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来はロボットでのスキル実行に逐次的なsupervisionが必要で収集コストが高かった。 - 人間動画をスケーラブルなデモ源として利用し、ロボット互換の観測・行動・スキル構造を抽出。 - 接触を考慮したretargetingとinpaintingにより、接触形状と遮蔽順序を保持する点が新しい。 - 合成データと少量のteleoperationを組み合わせ、長期的タスクのスキル連結を可能にした。

3. 技術・手法の肝は?

- skill classifierが動画をmanipulation skillsとtransitionsにセグメント化。 - 人間のデモをロボットの観測・行動に変換し、スキルラベルを保持。 - per-finger human-object contactsがdexterous hand retargetingとrobotic inpaintingをガイド。 - 共有skill-conditioned policyを合成データで事前学習し、合成データと単一スキルteleoperationの混合で微調整。 - 現在と次のスキルを条件に遷移を誘導し、予測スキル進行で閉ループ切替。

4. どうやって有効だと検証した?

- held-outセッションで、classifierが手動アノテーションと92.4%のフレームで一致。 - 4つのhousehold skillsにおいて、単一スキル成功率80.0%、シーケンス成功率77.5%を達成。

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記されていない。関連手法として、human videoからのlearning、dexterous hand retargeting、robotic inpainting、skill segmentation、skill-conditioned policy、teleoperationによる微調整が挙げられる。

※ 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: Byeonggyeol Choi, Seongmin Jung, Unghui Nam, Youngbo Song, Sunhong Min, MinHyung Lee, Byonghyo Shim, Yongseok Lee

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

A long-horizon manipulation task consists of primitive skills and the transitions connecting them. Learning skills that can be executed in sequence requires supervision for both, which is costly to collect on a robot. Human videos offer a scalable source of demonstrations, but transferring them to robots requires extracting robot-compatible observations and actions together with their skill structure. We present DexStitch, a framework that cuts long-horizon human videos into skills and transitions, converts them into aligned robot observation-action-skill data, and stitches the learned skills into a requested sequence. A skill classifier first segments the videos into manipulation skills and transitions. DexStitch then converts the human demonstrations into robot observations and actions while retaining their corresponding skill labels. During conversion, per-finger human-object contacts guide dexterous hand retargeting and robotic inpainting, preserving contact geometry and finger-object occlusion ordering. To stitch the learned skills into a sequence, a shared skill-conditioned policy is pretrained on the resulting synthetic data and finetuned on a mixture of synthetic data and a small set of single-skill teleoperation episodes. Conditioning on the current and next skills guides each transition toward the following skill, while predicted skill progression enables closed-loop switching. On a held-out session, the classifier agrees with manual annotations on 92.4% of frames. Across four household skills, DexStitch achieves 80.0% single-skill success and 77.5% sequence success.

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PR本紙発行元 EmplifAI