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マニピュレーションarXiv:2507.12768

AnyPos: 双腕マニピュレーションのためのタスク非依存動作の自動生成

AnyPos: Automated Task-Agnostic Actions for Bimanual Manipulation

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タスクに依存しない動作データを大規模に自動収集し、逆動力学学習で身体ダイナミクスをモデル化することで、様々なタスクやプラットフォームに転用可能な双腕マニピュレーション基盤を構築した研究。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 両腕マニピュレーションのための task-agnostic な行動データ収集と embodiment modeling を統合したパイプライン AnyPos を提案する研究。 - タスク非依存の image-action ペアから embodiment dynamics を学習し、高レベル policy 学習と切り離す枠組み。 - 大規模自動探索と inverse dynamics learning を組み合わせ、多様な高レベル policy と接続可能。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のタスク特異的データは逐次的で特定タスク・特定 embodiment に縛られ、cross-task/cross-platform 転移が困難だった。 - 従来の dynamics-based modeling の限界を、データ駆動の task-agnostic embodiment modeling で回避。 - 独立した image-action ペアにより embodiment workspace 全体をカバーでき、行動データをタスク間で再利用可能。

3. 技術・手法の肝は?

- 大規模な自動 task-agnostic exploration で多様かつ安全な軌道を生成。 - inverse dynamics learning により embodiment representation を学習。 - arm と end-effector の動きを分離して decouple し、direction-aware decoder で分布シフト下の予測を安定化。 - 学習した embodiment model を多様な高レベル policy model と組み合わせ可能。

4. どうやって有効だと検証した?

- 標準 baseline 比で test accuracy が 51% 改善。 - microwave 操作、toast 作り、洗濯物畳み、植物への水やり、皿洗いなどの manipulation タスクで、強い baseline に対し成功率が 30-40% 向上。 - 詳細な実験設定は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- データ駆動の embodiment modeling がデータ不足の克服と cross-task/cross-platform 汎化への実用的道筋であると主張。 - 限界や失敗事例、計算コスト、安全性の詳細な議論は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- inverse dynamics learning を用いた embodiment modeling の関連研究。 - task-agnostic exploration や自動データ収集に関する研究。 - 両腕 manipulation の imitation learning / visuomotor control の定番手法(例: ACT, Diffusion Policy など)。 - 要旨で明示的に参照された個別論文は不明。

※ 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: Hengkai Tan, Yao Feng, Xinyi Mao, Shuhe Huang, Guodong Liu, Zhongkai Hao, Hang Su, Jun Zhu

分類: cs.CV, cs.LG, cs.RO

原文アブストラクト

Learning generalizable manipulation policies hinges on data, yet robot manipulation data is scarce and often entangled with specific embodiments, making both cross-task and cross-platform transfer difficult. We tackle this challenge with task-agnostic embodiment modeling, which learns embodiment dynamics directly from task-agnostic action data and decouples them from high-level policy learning. By focusing on exploring all feasible actions of the embodiment to capture what is physically feasible and consistent, task-agnostic data takes the form of independent image-action pairs with the potential to cover the entire embodiment workspace, unlike task-specific data, which is sequential and tied to concrete tasks. This data-driven perspective bypasses the limitations of traditional dynamics-based modeling and enables scalable reuse of action data across different tasks. Building on this principle, we introduce AnyPos, a unified pipeline that integrates large-scale automated task-agnostic exploration with robust embodiment modeling through inverse dynamics learning. AnyPos generates diverse yet safe trajectories at scale, then learns embodiment representations by decoupling arm and end-effector motions and employing a direction-aware decoder to stabilize predictions under distribution shift, which can be seamlessly coupled with diverse high-level policy models. In comparison to the standard baseline, AnyPos achieves a 51% improvement in test accuracy. On manipulation tasks such as operating a microwave, toasting bread, folding clothes, watering plants, and scrubbing plates, AnyPos raises success rates by 30-40% over strong baselines. These results highlight data-driven embodiment modeling as a practical route to overcoming data scarcity and achieving generalization across tasks and platforms in visuomotor control. Project page: https://embodiedfoundation.github.io/vidar_anypos.

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