EquivAct: 剛体物体操作を超えたSIM(3)同変視覚運動ポリシー
EquivAct: SIM(3)-Equivariant Visuomotor Policies beyond Rigid Object Manipulation
視覚表現とポリシー構造にSIM(3)同変性を組み込み、物体の位置・回転・スケールが大きく異なっても汎化する操作ポリシーを学習する手法を提案。布や関節物体を含むタスクで実機ゼロショット転移を実証。
著者: Jingyun Yang, Congyue Deng, Jimmy Wu, Rika Antonova, Leonidas Guibas, Jeannette Bohg
分類: cs.RO, cs.LG
原文アブストラクト
If a robot masters folding a kitchen towel, we would expect it to master folding a large beach towel. However, existing policy learning methods that rely on data augmentation still don't guarantee such generalization. Our insight is to add equivariance to both the visual object representation and policy architecture. We propose EquivAct which utilizes SIM(3)-equivariant network structures that guarantee generalization across all possible object translations, 3D rotations, and scales by construction. EquivAct is trained in two phases. We first pre-train a SIM(3)-equivariant visual representation on simulated scene point clouds. Then, we learn a SIM(3)-equivariant visuomotor policy using a small amount of source task demonstrations. We show that the learned policy directly transfers to objects that substantially differ from demonstrations in scale, position, and orientation. We evaluate our method in three manipulation tasks involving deformable and articulated objects, going beyond typical rigid object manipulation tasks considered in prior work. We conduct experiments both in simulation and in reality. For real robot experiments, our method uses 20 human demonstrations of a tabletop task and transfers zero-shot to a mobile manipulation task in a much larger setup. Experiments confirm that our contrastive pre-training procedure and equivariant architecture offer significant improvements over prior work. Project website: https://equivact.github.io
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