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マニピュレーションarXiv:2610.39429

ScheduleGen: スキルスケジューリングによるマルチアーム模倣学習のためのデモンストレーション生成

ScheduleGen: Demonstration Generation via Skill Scheduling for Multi-Arm Imitation Learning

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マルチアーム制約を考慮した計画・スケジューリング統合アルゴリズムで、少数のデモから安全で成功する新規デモを自動生成し、模倣学習ポリシーの訓練を効率化する。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 複数アームロボット(bimanual・humanoid 等)向けの、demonstration を自動生成する統合 planning & scheduling アルゴリズム ScheduleGen の提案。 - 少数の source demonstration から新しい multi-arm demonstration を合成し、大規模データセット収集のボトルネックを緩和することを狙う。 - 生成データで generalist robot policy を学習する枠組みを対象とする。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の自動 demonstration 生成アルゴリズムは multi-arm constraints を無視し、不安全・失敗する挙動を誘発しがちだった。 - ScheduleGen は planning と scheduling を統合し、multi-arm constraints を考慮した生成を実現。 - 28 の simulation task variants(外部作の RoboDojo 7 タスクや既存システムが扱えない設定を含む)で評価し、data-generation success 79.6%、policy の mean success 65.5% を達成。 - state-of-the-art な data generation baseline で学習した policy を上回る。

3. 技術・手法の肝は?

- planning と scheduling を統合したアルゴリズムで multi-arm demonstration を生成する点が肝。 - 少数の source demonstration を入力として新規 demonstration を合成する。 - multi-arm constraints を明示的に扱うことで、不安全・失敗挙動の誘発を避ける設計。 - 個々の planning/scheduling の詳細な定式化は要旨からは不明。

4. どうやって有効だと検証した?

- 28 の simulation task variants で評価。内訳に外部作の RoboDojo 7 タスクと、既存システムが扱えない設定を含む。 - data-generation success は平均 79.6%、学習した policy の mean success は 65.5%。 - state-of-the-art な data generation baseline で学習した policy と比較し優位。 - 8 つの real-world variants で zero-shot sim-to-real および real-to-sim-to-real transfer により 50–80% の success を達成。

5. 議論はある?

- multi-arm constraints の扱いが生成品質と安全性に効くことを示唆。 - 実機での zero-shot sim-to-real / real-to-sim-to-real transfer の成立範囲(50–80%)にばらつきがあり、限界や失敗要因の議論は要旨からは不明。 - baseline 以外との比較やスケーラビリティ、source demonstration 数への依存性は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 比較対象の state-of-the-art な data generation baseline(具体的名称は要旨からは不明)。 - 評価に用いられた RoboDojo のタスク群。 - 関連する multi-arm imitation learning や demonstration generation、sim-to-real transfer の代表的手法(一般名)。

※ 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: Neel Jawale, Stephan Pleines, Soha Pouya, Yuke Zhu, Ajay Mandlekar, Caelan Garrett

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Multi-arm robot platforms, including bimanual and humanoid robots, have the capability to complete tasks with lower cycle times than single-arm systems, but they are more difficult to safely control due to the presence of multi-arm constraints. The paradigm of training generalist robot policies from massive datasets is a promising approach to address general-purpose multi-arm manipulation, but the acquisition of large multi-arm manipulation datasets remains a bottleneck. Automated demonstration generation can alleviate this burden by synthesizing new demonstrations from a handful of source demonstrations, but existing algorithms ignore multi-arm constraints and as a result often induce unsafe and unsuccessful behaviors. We address this limitation by introducing ScheduleGen, an integrated planning & scheduling algorithm for multi-arm demonstration generation. We evaluate ScheduleGen on 28 simulation task variants, including seven externally authored RoboDojo tasks and settings inaccessible to prior systems; it achieves 79.6% mean data-generation success and trains policies with 65.5% mean success. ScheduleGen policies outperform those trained on a state-of-the-art data generation baseline, and achieve 50-80% success across eight real-world variants through zero-shot sim-to-real and real-to-sim-to-real transfer. Videos and more at: https://schedulegen.github.io/

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PR本紙発行元 EmplifAI