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VLAarXiv:2505.15659

FLARE: 暗黙的世界モデリングによるロボット学習

FLARE: Robot Learning with Implicit World Modeling

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将来の観測の潜在表現を予測する世界モデリングを拡散トランスフォーマーポリシーに組み込み、模倣学習の性能と汎化を大幅に向上させた手法。

詳しい要約

1. どんなもの?

- FLARE(Future LAtent REpresentation Alignment)という新規フレームワーク - ロボット方策学習に予測的潜在world modelingを統合するもの - diffusion transformerの方策が将来観測の潜在表現を予測できるようにする - 軽量で、標準的なVLA(vision-language-action)モデルに数トークンを追加するのみ - 単腕・humanoid卓上操作のmultitask模倣学習ベンチマークでSOTA

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の方策学習ベースラインと比較して最大26%の性能向上 - 標準VLAモデルへの最小限のアーキテクチャ変更で大幅な性能利得 - 行動ラベルなしの人間egocentric動画によるco-trainingを可能に - 単一のロボット実演のみで未見形状の新規物体への汎化を大幅改善 - 暗黙的world modelingと高頻度ロボット制御の統合を実現

3. 技術・手法の肝は?

- diffusion transformerの特徴量を将来観測の潜在埋め込みに整列(alignment) - 方策が行動生成と同時に将来観測の潜在表現を予測 - これにより長期的帰結を推論しながら行動生成が可能 - 標準VLAモデルに数トークンを追加する軽量な設計 - 行動ラベルなしのegocentric動画もco-trainingに活用

4. どうやって有効だと検証した?

- 単腕およびhumanoid卓上操作の2つのmultitask模擬模倣学習ベンチマークで評価 - 先行方策学習ベースラインを最大26%上回るSOTA性能を達成 - 行動ラベルなしの人間egocentric動画とのco-trainingで汎化を検証 - 単一のロボット実演で未見形状の新規物体への汎化向上を確認

5. 議論はある?

- 軽量な変更で暗黙的world modelingを方策に統合できる点を主張 - 高頻度ロボット制御とworld modelingの組み合わせの一般性・スケーラビリティを強調 - 限界や失敗事例、計算コストの詳細は要旨からは不明 - 実機での大規模評価や長期タスクへの適用は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- diffusion transformer方策(diffusion policy系) - vision-language-action(VLA)モデル - 模倣学習(imitation learning)ベースライン - world modelingを用いたロボット学習 - egocentric動画を用いたco-training研究

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Ruijie Zheng, Jing Wang, Scott Reed, Johan Bjorck, Yu Fang, Fengyuan Hu, Joel Jang, Kaushil Kundalia, Zongyu Lin, Loic Magne, Avnish Narayan, You Liang Tan, Guanzhi Wang, Qi Wang, Jiannan Xiang, Yinzhen Xu, Seonghyeon Ye, Jan Kautz, Furong Huang, Yuke Zhu, Linxi Fan

分類: cs.RO, cs.LG

原文アブストラクト

We introduce $\textbf{F}$uture $\textbf{LA}$tent $\textbf{RE}$presentation Alignment ($\textbf{FLARE}$), a novel framework that integrates predictive latent world modeling into robot policy learning. By aligning features from a diffusion transformer with latent embeddings of future observations, $\textbf{FLARE}$ enables a diffusion transformer policy to anticipate latent representations of future observations, allowing it to reason about long-term consequences while generating actions. Remarkably lightweight, $\textbf{FLARE}$ requires only minimal architectural modifications -- adding a few tokens to standard vision-language-action (VLA) models -- yet delivers substantial performance gains. Across two challenging multitask simulation imitation learning benchmarks spanning single-arm and humanoid tabletop manipulation, $\textbf{FLARE}$ achieves state-of-the-art performance, outperforming prior policy learning baselines by up to 26%. Moreover, $\textbf{FLARE}$ unlocks the ability to co-train with human egocentric video demonstrations without action labels, significantly boosting policy generalization to a novel object with unseen geometry with as few as a single robot demonstration. Our results establish $\textbf{FLARE}$ as a general and scalable approach for combining implicit world modeling with high-frequency robotic control.

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