セグメント単位の選択と最適化によるロボットマニピュレーションにおける混合品質デモンストレーションの有効活用
Towards Effective Utilization of Mixed-Quality Demonstrations in Robotic Manipulation via Segment-Level Selection and Optimization
ロボットマニピュレーションの混合品質デモデータをセグメント単位で選別・最適化し、既存の政策にプラグアンドプレイで組み込めるフレームワークS2Iを提案。
著者: Jingjing Chen, Hongjie Fang, Hao-Shu Fang, Cewu Lu
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Data is crucial for robotic manipulation, as it underpins the development of robotic systems for complex tasks. While high-quality, diverse datasets enhance the performance and adaptability of robotic manipulation policies, collecting extensive expert-level data is resource-intensive. Consequently, many current datasets suffer from quality inconsistencies due to operator variability, highlighting the need for methods to utilize mixed-quality data effectively. To mitigate these issues, we propose "Select Segments to Imitate" (S2I), a framework that selects and optimizes mixed-quality demonstration data at the segment level, while ensuring plug-and-play compatibility with existing robotic manipulation policies. The framework has three components: demonstration segmentation dividing origin data into meaningful segments, segment selection using contrastive learning to find high-quality segments, and trajectory optimization to refine suboptimal segments for better policy learning. We evaluate S2I through comprehensive experiments in simulation and real-world environments across six tasks, demonstrating that with only 3 expert demonstrations for reference, S2I can improve the performance of various downstream policies when trained with mixed-quality demonstrations. Project website: https://tonyfang.net/s2i/.
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