スキル分布アライメントとスキル単位最適化によるロボット方策の改善
CSO: Refining Robotic Policies via Skill Distribution Alignment and Skill-Grained Optimization
VQ-VAEで離散化したスキル方策の量子化誤差を、成功軌跡への教師あり微調整とスキル単位のクリップ付き重要度比による強化学習の二段階ポスト学習で補正し、LIBERO成功率を80.1%から97.5%へ向上させた。
著者: Zhiyuan Xiang, Xiang Deng, Wanjie Tao, Xu Chen, Zhao Jielun, Weili Guan
分類: cs.RO, cs.LG
原文アブストラクト
Discretizing continuous actions into discrete skills using methods like VQ-VAE has emerged as a powerful paradigm for robotic manipulation. However, quantization errors yield a suboptimal distribution for the skill prior, degrading its performance. While reinforcement learning offers a path for refinement, its direct application faces unstable encoder updates and a granularity dilemma in importance sampling. To address these challenges, we introduce Cascaded Skills Optimization (CSO), a two-stage post-training framework. First, Rejection-Sampling Supervised Fine-tuning aligns the model's observation-to-skill mapping with the distribution of successful online trajectories via supervised fine-tuning. Second, with the observation encoder frozen, Skills Policy Optimization computes an independent, clipped importance ratio for each complete skill, enabling stable and efficient updates. With a lightweight QueST-style policy, CSO raises overall LIBERO success from 80.1% to 97.5%, improves performance on RoboTwin2.0, and achieves 61.0% success across five physical single-arm tasks. Additional comparisons with FAST, discrete BEAST, and fixed-buffer IQL further validate the effectiveness of our two-stage post-training strategy.
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