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ナビゲーションarXiv:2611.12087

Compass 1:単眼RGB動画からのオープンワールド持続型身体性ナビゲーションに向けて

Compass 1: Towards Open-World and Persistent Embodied Navigation from Monocular RGB Videos

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言語理解と動画生成を統合し、約2分の視覚履歴を記憶として遡れる身体性ナビゲーション基盤モデルを提案。大規模データセットも公開し、多様なロボット形態で汎化する。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 開放世界での持続的な空間認識と長期的な実行安定性を目指すembodied navigationの基盤モデル。 - 言語理解とvideo generationを統合し、約2分間の視覚履歴をmemory backtrackingできる初のモデルと主張。 - 単眼RGB動画から学習し、屋内から歩行者密集の街路まで多様なembodiment・環境へ汎化。 - wheeled robot(0.35m)、quadruped dog(0.5m)、humanoid(0.85m)、aerial drone(1.5m)で評価。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存のnavigation architectureは直近数フレームでしか有効でなく、持続的空間認識と長期的実行の両立が困難と指摘。 - Compass 1は約2分の視覚履歴を扱うmemory backtrackingを可能にし、この両立を狙う点が差分。 - open-world評価のoverall success rateは79.4%で、最強baselineの17.8%を大きく上回る。 - 困難なpersistent history backtrackingで0%から58%へ改善したと報告。

3. 技術・手法の肝は?

- 基盤アーキテクチャを変更せず、History Representationを導入。 - 疎なvisual keyframesと明示的なHistory Representation Mapを統合し、長期的な時空間文脈を保持。 - History Utilizationとして、task-stage grounding、exploration consistency、spatiotemporal target retrievalの3カテゴリからなる構造化VQA supervision protocolを導入。 - これによりmap-grounded reasoningと安定したpersistent long-horizon navigationを狙う。

4. どうやって有効だと検証した?

- 単眼RGB動画向けの完全なannotation pipelineを構築し、500時間超の実世界interactionと2,000時間超のannotated web videosを含む大規模datasetをopen-source化。 - 主に1m高さcameraの分布で学習し、多様なembodiment・scenarioでzero-shot評価を実施。 - open-world評価でoverall success rate 79.4%(最強baseline 17.8%)。 - 基礎タスクで90%超のzero-shot実行、explorationで250%向上、persistent history backtrackingで0%から58%への改善を報告。

5. 議論はある?

- 約2分の視覚履歴を扱うmemory backtrackingと長期的安定性の両立が中心的な主張。 - 1m高さcamera分布で主に学習しながら、0.35mから1.5mまでの異なる視点・embodimentへ汎化する点を議論。 - ただし具体的な失敗事例、計算コスト、履歴長の限界、datasetの偏りなどは要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で直接参照・比較されている研究は明示されていない。 - 関連手法として、embodied navigationの基盤モデル、video generationベースのworld model、visual keyframeを用いるlong-term memory、VQA supervisionを用いるnavigation学習、monocular RGBからのnavigation datasetを挙げて追うのが妥当。 - 具体的な論文名は要旨からは不明。

※ 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: Hai Zhang, Siqi Liang, Yanjun Guo, Shoufeng Zhang, Yunhao Wang, Hangyu Du, Haoguang Mai, Hongchen Li, Jiazhi Yang, Jialong Zeng, Yu Hu, Chen Chen, Gangcheng Jiang, Zishun Zhuo, Lirui Zhao, Zhigang Li, Yu Qiao, Zhenjie Yang, Fu Zhang, Hongyang Li

分類: cs.CV, cs.RO

原文アブストラクト

Embodied navigation requires agents to achieve persistent spatial awareness and long-horizon execution stability in open-world environments. However, existing navigation architectures struggle to sustain both capabilities, remaining effective only over a handful of recent frames. We present Compass 1, the first embodied navigation foundation model to unify language understanding and video generation while enabling memory backtracking through nearly 2mins of visual history. Without altering the underlying architecture, we introduce History Representation, which integrates sparse visual keyframes with an explicit History Representation Map to preserve long-term spatiotemporal context. To effectively leverage this history, we further introduce History Utilization, a structured VQA supervision protocol comprising three categories: task-stage grounding, exploration consistency, and spatiotemporal target retrieval, enabling map-grounded reasoning and stable persistent long-horizon navigation. To fuel this system, we establish a complete annotation pipeline for monocular RGB videos and open-source a massive dataset featuring over 500 hours of high-quality real-world interactions and over 2,000 hours of annotated web videos. Trained mainly on the distribution of 1m height camera, Compass 1 generalizes seamlessly across diverse embodiments and scenarios, ranging from indoor environments to pedestrian-dense streets, spanning wheeled robot at 0.35m, quadruped dog at 0.5m, humanoid at 0.85m, and aerial drone at 1.5m. Compass 1achieves a dominant overall success rate of 79.4% across open-world evaluations, compared to 17.8% for the strongest baseline. It demonstrates exceptional zero-shot execution exceeding 90% on foundational tasks, a 250% boost in exploration, and an unparalleled leap from 0% to 58% in challenging persistent history backtracking.

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PR本紙発行元 EmplifAI