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ナビゲーションarXiv:2610.31762

必要なものを見て、欲しいものを夢見る:自己構築表現空間に基づくナビゲーション基盤モデル

See What I Need, Dream What I Want: A Navigation Foundation Model on a Self-Constructed Representation Space

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複数の視覚基盤モデルの特徴を統合した自己構築表現空間上で、行動前に将来シーンの表現を予測する潜在連鎖思考を備えたナビゲーション基盤モデルRepresentNavを提案し、複数ベンチマークでSOTAを達成した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ナビゲーション方針が行動するための視覚表現を、方針自身の目的で自己構築する navigation foundation model「RepresentNav」 - 複数の vision foundation model の特徴を横断的に扱う Representation Residuals により表現空間を構築 - 同一空間内で行動前に潜在 chain-of-thought として未来のシーン表現を予測する - VLNVerse、VLN-CE R2R、EVT-Bench、point-goal ベンチマークで SOTA を主張

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の vision foundation model 上のナビゲーション方針は表現設計を encoder の pretraining 目的に委ねていた - 本研究は方針自身の目的で表現空間を自己構築する点が異なる - 同一 encoder でも出力の単純 concatenation より自己構築空間が明確に優れると報告 - VLNVerse fine-grained で 83.80% 成功、先行 SOTA を 20.05 ポイント上回る - EVT-Bench distracted tracking で単一カメラ 85.5%(+10.1)

3. 技術・手法の肝は?

- Representation Residuals: 複数の complementary な vision foundation model の全深さにわたる特徴へ attention する 3 層 transformer - 方針の目的で navigation に必要な視覚表現を学習 - 行動前に latent chain-of-thought で一秒弱先のシーン表現を予測(dream) - dream は JEPA として方針と end-to-end 学習、next-representation prediction loss と target への regularizer を使用 - 学習された空間は encoder の層を不均一に重み付けする

4. どうやって有効だと検証した?

- VLNVerse、VLN-CE R2R、EVT-Bench、2 つの point-goal ベンチマークで評価 - clutter や moving people のある実機ロボットでも gains が持続 - 同一 encoder で concatenation と比較し自己構築空間の優位を確認 - dream により衝突が 4 分の 1 削減 - 単一の dreamed latent が depth、semantics、3D occupancy を復号し、pretrained encoder を実未来フレームに適用した場合より高精度 - occupancy は未 supervision であり、rollout が次 1 秒のロボット自身の運動を追跡

5. 議論はある?

- dream が compact な latent world model として創発する点を議論 - occupancy を supervision せずに復号できることを報告 - 自己構築空間が encoder 出力の concatenation より優れ、層の重み付けが不均一になることを議論 - 実機での clutter・moving people 下での有効性に言及 - 限界や失敗事例は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- JEPA(joint-embedding predictive architecture) - vision foundation model を用いた navigation policy - VLN-CE R2R および VLNVerse の先行研究 - EVT-Bench の先行研究 - latent world model に関する研究 - 具体的な参照論文名は要旨からは不明

※ 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: Jiawei Chen, Yinxi Wang, Zihan Yang, Meijun Gao, Yaowei Liu, Shuming Zhang, Zecheng Li, Xiangju Mi, Yuxuan Liu, Runzhong Huang, Tianlin Li, Xun Zhang, Zhengyang Wang, Xu Miao, Tong Yang

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

What visual representation should a navigation policy act on? Navigation policies built on vision foundation models largely leave representation design to the encoders' pretraining objectives. We present RepresentNav, a navigation foundation model built on a self-constructed representation space: a visual representation constructed by the policy's own objectives from vision foundation models. RepresentNav builds this space with Representation Residuals, a compact three-layer transformer that attends over features spanning the full depth of multiple complementary vision foundation models, so that the policy learns to see what it needs for navigation. In the same space it dreams what it wants: before every action a latent chain-of-thought predicts the representation of the scene a moment ahead. The dream is trained end-to-end with the policy as a joint-embedding predictive architecture (JEPA), with a next-representation prediction loss and a regularizer on its targets. RepresentNav sets a new state of the art on VLNVerse, VLN-CE R2R, EVT-Bench, and two point-goal benchmarks, and its gains carry over to a physical robot amid clutter and moving people. On VLNVerse fine-grained, RepresentNav achieves 83.80% success, outperforming the previous state of the art by 20.05 percentage points, and on EVT-Bench distracted tracking it reaches 85.5% with a single camera (+10.1). With the same encoders, the self-constructed space clearly outperforms concatenating their outputs and learns to weight their layers unevenly, and a dream in it cuts collisions by a quarter. A single dreamed latent decodes into the depth, semantics, and 3D occupancy of the scene a moment ahead, more accurately than pretrained encoders applied to the real future frame, although occupancy is never supervised, and the rollout tracks the robot's own motion over the next second: the dream emerges as a compact latent world model.

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PR本紙発行元 EmplifAI