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物体ゴールナビゲーションarXiv:2508.04678

オープンワールド物体ゴールナビゲーションのためのオープンシーングラフ

Open Scene Graphs for Open-World Object-Goal Navigation

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基盤モデルとオープンシーングラフ表現を組み合わせ、未知環境で自然言語指定の物体を探索するモジュラー型ロボットシステムを提案し、シミュレーションと実機で高い性能を示した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 自然言語で指定された目標物体を未知環境で探索する open-world Object-Goal Navigation (ObjectNav) 向けのモジュール型システム OSG Navigator を提案 - foundation models を組み合わせたシステムで、空間記憶として Open Scene Graph (OSG) 表現を用いる - シミュレーションと実世界で Fetch と Spot ロボットを用いて評価

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- foundation models は世界に関する膨大な意味知識を持つが、大規模な空間情報の整理・維持が苦手という課題に対し、OSG を空間記憶として導入 - OSG schemas により新環境タイプへ zero-shot 適応できる点が特徴 - ObjectNav ベンチマークで state-of-the-art 性能を達成し、多様な目標・環境・ロボット embodiment に zero-shot で汎化 - 具体的な比較対象の先行研究名は要旨からは不明

3. 技術・手法の肝は?

- foundation models を組み合わせたモジュール型システム - 中核は Open Scene Graph (OSG) 表現で、空間情報を階層的に整理する空間記憶として機能 - OSG schemas は環境クラスごとの共通構造を記述するテンプレートで、環境の単純な意味ラベル(例: "home", "supermarket")から自動生成可能 - これにより新環境タイプへ zero-shot 適応

4. どうやって有効だと検証した?

- Fetch と Spot ロボットを用い、シミュレーションと実世界の両方で実験 - ObjectNav ベンチマークで state-of-the-art 性能を達成 - 多様な目標・環境・ロボット embodiment に対する zero-shot 汎化を確認

5. 議論はある?

- 要旨からは不明(具体的な限界や失敗事例、議論の詳細は記述されていない)

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照・比較されている個別研究は明記されていない - 関連手法として foundation models を用いた ObjectNav、Open Scene Graph 表現、zero-shot な semantic navigation に関する研究が次に読む候補

※ 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: Joel Loo, Zhanxin Wu, David Hsu

分類: cs.RO

原文アブストラクト

How can we build general-purpose robot systems for open-world semantic navigation, e.g., searching a novel environment for a target object specified in natural language? To tackle this challenge, we introduce OSG Navigator, a modular system composed of foundation models, for open-world Object-Goal Navigation (ObjectNav). Foundation models provide enormous semantic knowledge about the world, but struggle to organise and maintain spatial information effectively at scale. Key to OSG Navigator is the Open Scene Graph representation, which acts as spatial memory for OSG Navigator. It organises spatial information hierarchically using OSG schemas, which are templates, each describing the common structure of a class of environments. OSG schemas can be automatically generated from simple semantic labels of a given environment, e.g., "home" or "supermarket". They enable OSG Navigator to adapt zero-shot to new environment types. We conducted experiments using both Fetch and Spot robots in simulation and in the real world, showing that OSG Navigator achieves state-of-the-art performance on ObjectNav benchmarks and generalises zero-shot over diverse goals, environments, and robot embodiments.

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