ガウススプラッティングによる新規デモ生成で実現するロバストなワンショットマニピュレーション
Novel Demonstration Generation with Gaussian Splatting Enables Robust One-Shot Manipulation
3Dガウススプラッティングで再構成したシーンを直接編集し、多様で視覚的にリアルなデモを生成することで、ワンショット設定での視覚運動政策の汎化性能を大幅に向上させる手法RoboSplatを提案。
著者: Sizhe Yang, Wenye Yu, Jia Zeng, Jun Lv, Kerui Ren, Cewu Lu, Dahua Lin, Jiangmiao Pang
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Visuomotor policies learned from teleoperated demonstrations face challenges such as lengthy data collection, high costs, and limited data diversity. Existing approaches address these issues by augmenting image observations in RGB space or employing Real-to-Sim-to-Real pipelines based on physical simulators. However, the former is constrained to 2D data augmentation, while the latter suffers from imprecise physical simulation caused by inaccurate geometric reconstruction. This paper introduces RoboSplat, a novel method that generates diverse, visually realistic demonstrations by directly manipulating 3D Gaussians. Specifically, we reconstruct the scene through 3D Gaussian Splatting (3DGS), directly edit the reconstructed scene, and augment data across six types of generalization with five techniques: 3D Gaussian replacement for varying object types, scene appearance, and robot embodiments; equivariant transformations for different object poses; visual attribute editing for various lighting conditions; novel view synthesis for new camera perspectives; and 3D content generation for diverse object types. Comprehensive real-world experiments demonstrate that RoboSplat significantly enhances the generalization of visuomotor policies under diverse disturbances. Notably, while policies trained on hundreds of real-world demonstrations with additional 2D data augmentation achieve an average success rate of 57.2%, RoboSplat attains 87.8% in one-shot settings across six types of generalization in the real world.
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