デモンストレーション拡張型報酬・方策・世界モデル学習による多段階マニピュレーション
Multi-Stage Manipulation with Demonstration-Augmented Reward, Policy, and World Model Learning
視覚入力からの長期的マニピュレーションタスクに対し、多段階の密報酬学習と世界モデルを組み合わせたデモンストレーション活用型強化学習フレームワークDEMO3を提案し、データ効率を大幅に改善した。
著者: Adrià López Escoriza, Nicklas Hansen, Stone Tao, Tongzhou Mu, Hao Su
分類: cs.LG, cs.CV, cs.RO
原文アブストラクト
Long-horizon tasks in robotic manipulation present significant challenges in reinforcement learning (RL) due to the difficulty of designing dense reward functions and effectively exploring the expansive state-action space. However, despite a lack of dense rewards, these tasks often have a multi-stage structure, which can be leveraged to decompose the overall objective into manageable subgoals. In this work, we propose DEMO3, a framework that exploits this structure for efficient learning from visual inputs. Specifically, our approach incorporates multi-stage dense reward learning, a bi-phasic training scheme, and world model learning into a carefully designed demonstration-augmented RL framework that strongly mitigates the challenge of exploration in long-horizon tasks. Our evaluations demonstrate that our method improves data-efficiency by an average of 40% and by 70% on particularly difficult tasks compared to state-of-the-art approaches. We validate this across 16 sparse-reward tasks spanning four domains, including challenging humanoid visual control tasks using as few as five demonstrations.
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