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世界モデル/計画arXiv:2611.05847

ゴールまでの時間:JEPA世界モデルを用いた長期的計画のための学習された時間指標

Time-to-Goal: Learned Temporal Metrics for Long-Horizon Planning with JEPA World Models

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JEPA世界モデルの潜在空間におけるゴール距離が時間的順序を反映しない問題を分析し、オフライン軌跡から時間的近さを学習する軽量指標T2Gを提案。計画成功率を32.7%から63.0%へ改善した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- JEPA (Joint-Embedding Predictive Architectures) の潜在空間プランニングにおいて、ゴールまでの時間的距離を反映したコスト指標を学習する手法 Time-to-Goal (T2G) を提案する研究。 - 既存の flat LeWorldModel (LeWM) では、予測表現の学習と分布正則化だけでは「ゴールに時間的に近い状態ほど低コスト」という順序が保証されない点を問題視。 - T2G は軽量なメトリックとして学習され、JEPA encoder と predictor を凍結したまま Euclidean プランニングコストを置き換える。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の flat LeWM は Euclidean ゴールコストを用いるが、時間的順序を明示的に学習しないため長オフセットで時間的区別が弱まる。 - 提案手法は報酬や policy ラベルを必要とせず、オフライン軌跡の潜在 triple のみから時間的順序を学習する点が新しい。 - 階層的 H-JEPA ベースラインに匹敵または上回る性能を、flat な world model のまま達成できることを示す。

3. 技術・手法の肝は?

- オフライン軌跡からサンプルした潜在状態の triple を用い、時間的に近い状態間の距離が小さくなるよう margin ranking loss でメトリックを学習。 - 学習したメトリックをプランニング時のゴールコストとして使用し、JEPA encoder と predictor は凍結。 - 報酬・policy ラベル不要の軽量な追加学習で、既存 JEPA 潜在空間に時間的順序を付与する。

4. どうやって有効だと検証した?

- AntMaze と FourRoom での診断により、T2G が長オフセットでの時間的コントラストを保持し、near–far ランキングを改善することを確認。 - 4つの navigation および manipulation ベンチマークで、平均プランニング成功率が flat LeWM の 32.7% から 63.0% に向上。 - 階層的 H-JEPA ベースラインに接近またはそれを上回る性能を達成。

5. 議論はある?

- flat な world model でもゴールコストの時間的順序を学習することで潜在プランニングが大幅に改善できることを示唆。 - 一方、具体的な限界や失敗ケース、計算コスト、他手法との詳細な比較については要旨からは不明。 - 報酬や policy ラベルなしで学習可能な点の汎用性や、他タスクへの適用可能性は議論の余地がある。

6. 次に読むべき論文は?

- LeWorldModel (LeWM) および H-JEPA の原論文。 - JEPA 全般(Joint-Embedding Predictive Architectures)の関連研究。 - 潜在空間プランニングにおけるコスト・メトリック学習の関連手法(例:contrastive learning や ranking loss を用いた表現学習)。

※ 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: Ruilong Yu, Fei Ye

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Joint-Embedding Predictive Architectures (JEPAs) support planning by comparing predicted latent states with an encoded goal. For this comparison to guide temporal progress, states closer in time to the goal should receive lower costs. However, training representations for prediction and distribution regularization does not directly enforce this ordering. We examine this mismatch in flat LeWorldModel (LeWM) by analyzing how its Euclidean goal cost changes with temporal separation. Our analysis identifies conditions under which states at different long offsets receive similar average costs, weakening their temporal distinction. To learn the missing ordering explicitly, we introduce Time-to-Goal (T2G), a lightweight metric trained on latent triples from offline trajectories. A margin ranking loss encourages smaller distances for temporally nearer states, requiring no rewards or policy labels. The learned metric then replaces the Euclidean planning cost while the JEPA encoder and predictor remain frozen. Diagnostics on AntMaze and FourRoom show that T2G preserves stronger temporal contrast and improves near--far ranking at long offsets. Across four navigation and manipulation benchmarks, T2G improves the average planning success rate from 32.7\% (flat LeWM) to 63.0\% and approaches or even surpasses the performance of the hierarchical H-JEPA baselines. These results show that learning temporal ordering for the goal cost can substantially improve latent planning even with a flat world model.

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PR本紙発行元 EmplifAI