SOLD: スロット物体中心潜在ダイナミクスモデルによるピクセルからの関係操作学習
SOLD: Slot Object-Centric Latent Dynamics Models for Relational Manipulation Learning from Pixels
ピクセル入力から物体中心の潜在ダイナミクスモデルを教師なしで学習し、モデルベース強化学習の性能と解釈性を高める手法を提案した。
著者: Malte Mosbach, Jan Niklas Ewertz, Angel Villar-Corrales, Sven Behnke
分類: cs.LG, cs.AI, cs.RO
原文アブストラクト
Learning a latent dynamics model provides a task-agnostic representation of an agent's understanding of its environment. Leveraging this knowledge for model-based reinforcement learning (RL) holds the potential to improve sample efficiency over model-free methods by learning from imagined rollouts. Furthermore, because the latent space serves as input to behavior models, the informative representations learned by the world model facilitate efficient learning of desired skills. Most existing methods rely on holistic representations of the environment's state. In contrast, humans reason about objects and their interactions, predicting how actions will affect specific parts of their surroundings. Inspired by this, we propose Slot-Attention for Object-centric Latent Dynamics (SOLD), a novel model-based RL algorithm that learns object-centric dynamics models in an unsupervised manner from pixel inputs. We demonstrate that the structured latent space not only improves model interpretability but also provides a valuable input space for behavior models to reason over. Our results show that SOLD outperforms DreamerV3 and TD-MPC2 - state-of-the-art model-based RL algorithms - across a range of benchmark robotic environments that require relational reasoning and manipulation capabilities. Videos are available at https://slot-latent-dynamics.github.io/.
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