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継続学習arXiv:2610.41663

ResMerge:事前学習済みロボット方策の継続適応のための残差方策学習とマージ

ResMerge: Residual Policy Learning and Merging for Continual Adaptation of Pre-trained Robot Policies

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凍結した事前学習方策の上に残差方策を強化学習で学習し、パラメータ空間でマージすることで、実演なしで継続的に新タスクへ適応しつつパラメータ増加を抑えるフレームワークを提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 事前学習済みロボット方策の継続適応のための二段階フレームワーク ResMerge を提案する研究。 - 凍結した pre-trained policy の上に、学習可能な residual policy を重ねる構成。 - 第1段階: residual reinforcement learning (RL) により、適応時に追加の expert demonstrations なしでタスク固有の補正を獲得。 - 第2段階: parameter-space merging により、互換性のある residual を統合し保存パラメータを削減。 - 互換性評価指標 Residual-Field Consistency (RFC) を導入。 - LIBERO と実機 Franka robot で評価。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の Parameter-Efficient Continual Fine-Tuning (PECFT) はタスクごとに adapter を分離するが、タスクごとの demonstrations が必要で、タスク数に応じてパラメータが増加する。 - ResMerge は適応時に追加の expert demonstrations を必要とせず、residual RL で補正を学習する点が異なる。 - parameter-space merging により互換 residual を統合し、保存パラメータの増加を抑える。 - 実験では strong PECFT baselines を上回る継続学習性能を示し、選択的 merging が residual パラメータのフットプリントを削減。

3. 技術・手法の肝は?

- 凍結した pre-trained policy を土台に residual policy を学習する二段階構成。 - 第1段階は residual reinforcement learning (RL) で、タスク固有の補正を expert demonstrations なしに獲得。 - 第2段階は parameter-space merging で、互換性のある residual を統合。 - 互換性判定に Residual-Field Consistency (RFC) を用いる。RFC は residual action-field space において補正の方向と大きさを比較する、単純で有界かつ解釈可能な指標。 - 選択的 merging により residual パラメータの保存量を削減。

4. どうやって有効だと検証した?

- LIBERO ベンチマークで 2 種類の backbones を用いて評価。 - 実世界の Franka robot でも実験。 - strong PECFT baselines と比較し、継続学習性能の向上を報告。 - selective merging による residual-parameter footprint の削減も示す。 - 具体的な指標値や被験者数など詳細は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- RFC は単純・有界・解釈可能な互換性指標として提案されているが、その限界や失敗条件の詳細は要旨からは不明。 - parameter-space merging がどの程度のタスク数・多様性まで有効かは要旨からは不明。 - residual RL が expert demonstrations なしで適応できる範囲や、報酬設計への依存性は要旨からは不明。 - 実機 Franka での評価規模や安全性面の議論は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- PECFT の代表的手法(adapter-per-task 型の parameter-efficient continual fine-tuning) - residual policy learning / residual reinforcement learning の関連研究 - parameter-space merging(model merging)関連手法 - LIBERO ベンチマークを用いた継続学習・転移学習の研究 - 事前学習済みロボット方策の継続適応に関するサーベイ

※ 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: Kefei Zhu, Lingyun Xu, Yue Xin, Xiaoqi Li, Caixin Guo, Xincheng Du, Yuanpei Chen, Yaodong Yang, Hao Dong

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Continual adaptation to new tasks is essential for robots deployed in the real world, but adapting pre-trained policies remains challenging due to parameter growth and the need for continual demonstration collection. Parameter-Efficient Continual Fine-Tuning (PECFT) isolates task-specific updates, but adapter-per-task designs require demonstrations and grow with the task set. We propose ResMerge, a two-stage framework that learns mergeable residual policies atop a frozen pre-trained policy: residual reinforcement learning (RL) acquires task-specific corrections without additional expert demonstrations during adaptation, and parameter-space merging consolidates compatible residuals to reduce stored parameters. We introduce Residual-Field Consistency (RFC), a simple, bounded, and interpretable metric that assesses compatibility in residual action-field space by comparing correction direction and magnitude. Experiments on LIBERO across two backbones and on a real-world Franka robot show improved continual learning performance over strong PECFT baselines, while selective merging reduces the residual-parameter footprint. Project website: https://resmerge.github.io/.

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PR本紙発行元 EmplifAI