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VLAarXiv:2610.36694

タスク別事前分布とスケジュールでフロー方策を再構築するマルチタスクロボット操作

TOPS: Reshaping Flow Source and Transport for Multi-Task Robot Manipulation

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フロー方策の生成開始点と補間スケジュールをタスクごとに適応させ、言語条件付きマルチタスク操作の性能と推論効率を向上させた研究。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 言語条件付きマルチタスクロボットマニピュレーション向けの flow-based policy の改善手法 - 名称は TOPS (Task-Oriented Priors and Schedules) - ネットワーク構造を変えずに、タスクごとに flow の source prior と interpolation schedule を適応させる - 対象は LIBERO、LIBERO-Plus、CALVIN などのベンチマークと実機タスク

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の flow-based policy は全タスクで単一の Gaussian source prior と共通の線形 transport path を共有していた - TOPS はタスクごとに source prior と schedule を変える点が新しい - 単一ステップ推論で LIBERO-10 の成功率を 53.44% から 69.67% へ向上(10 ステップの Standard Flow Matching と比較) - 推論時間をベースラインの約 1/6 に短縮 - 大規模 flow-based な π_{0.5} policy へ転移しても 4 設定すべてで一貫した改善

3. 技術・手法の肝は?

- 逆写像した expert action sequence からマルチモーダルな task source を構築し、言語指示が生成の開始点を選べるようにする - source-target covariance mismatch に基づき、denoising 初期は expert action への遷移を遅くし、後半は拡張が必要な方向へ加速する schedule 調整を行う - Gaussian endpoint model の下で、この schedule 調整が velocity-prediction risk の上界を下げうることを解析的に示す - ネットワークアーキテクチャの変更を必要としない

4. どうやって有効だと検証した?

- LIBERO、LIBERO-Plus、CALVIN で in-distribution、perturbation、cross-environment 設定を評価 - データ効率の改善も確認 - 1 統合ステップで LIBERO-10 の成功率 53.44% → 69.67%、推論時間はベースラインの約 1/6 - π_{0.5} policy へ転移し 4 設定すべてで一貫した利得 - 実機実験でタスク成功率改善(upper-drawer opening で標準 FM の 20% から TOPS の 80% へ)

5. 議論はある?

- 要旨からは不明(解析は Gaussian endpoint model の下での上界に関する議論に限られる) - 実機での改善は示されているが、失敗事例や限界については要旨に記載なし

6. 次に読むべき論文は?

- Standard Flow Matching (FM) - π_{0.5} policy - LIBERO、LIBERO-Plus、CALVIN の関連研究 - 言語条件付きマルチタスクマニピュレーション向け flow-based / diffusion-based policy の先行研究

※ 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: Tuo An, Chuhao Zhou, Jiahua Dong, Jingliang Li, Jiaqi Bai, Jindou Jia, Jianfei Yang

分類: cs.RO, cs.AI

原文アブストラクト

Flow-based policies for language-conditioned multi-task manipulation commonly share a single $\textit{Gaussian}$ source prior and a common linear transport path across tasks. However, reliably executing multiple tasks with distinct motion requirements remains challenging for a shared policy. We introduce $\textbf{TOPS}$ ($\textbf{T}$ask-$\textbf{O}$riented $\textbf{P}$riors and $\textbf{S}$chedules), which adapts the flow source prior and interpolation schedule to each task without modifying the network architecture. TOPS first constructs multimodal task sources from reverse-mapped expert action sequences, allowing language instructions to select where generation begins. Guided by source-target covariance mismatch, it then slows the transition toward expert actions early in denoising and accelerates it later along directions requiring expansion. Under a $\textit{Gaussian}$ endpoint model, our analysis shows that this schedule adjustment can lower an upper bound on velocity-prediction risk. Experiments on LIBERO, LIBERO-Plus, and CALVIN demonstrate improved performance across in-distribution, perturbation and cross-environment settings, alongside better data efficiency. Using one integration step, TOPS raises LIBERO-10 success from $53.44\%$ to $69.67\%$ compared with ten-step Standard Flow Matching (FM), while reducing inference time to approximately one-sixth of the baseline. TOPS also yields consistent gains when transferred to the large-scale flow-based $π_{0.5}$ policy across all four evaluated settings. Real-world experiments further demonstrate improved task success, including an increase from $20\%$ with standard FM to $80\%$ with TOPS on the upper-drawer opening task.

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PR本紙発行元 EmplifAI