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VLAarXiv:2508.05941

潜在ポリシーバリア:分布内に留まることで堅牢な視覚運動ポリシーを学習する

Latent Policy Barrier: Learning Robust Visuomotor Policies by Staying In-Distribution

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専門家デモの潜在表現を障壁として扱い、拡散ポリシーとダイナミクスモデルを組み合わせて、追加の人間修正なしに視覚運動ポリシーの堅牢性とデータ効率を向上させるフレームワークを提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 視覚運動政策(visuomotor policy)のためのロバスト学習フレームワーク「Latent Policy Barrier(LPB)」 - behavior cloning における covariate shift 問題(専門家軌道からの小さな逸脱が失敗に増幅する問題)に対処 - Control Barrier Functions に着想を得て、専門家デモの潜在埋め込みを安全な in-distribution 状態と危険な OOD 状態を分ける暗黙のバリアとして扱う - 精密な専門家模倣と OOD 回復を別モジュールに分離する設計

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の covariate shift 緩和策(human-in-the-loop による修正、合成データ拡張)は人手がかかる・強いタスク仮定に依存・模倣品質を損なう問題があった - LPB は追加の人手修正やアノテーションなしで、限られた専門家データから信頼性の高いマニピュレーションを実現 - 専門家模倣の精度と OOD 回復を分離することで模倣品質の妥協を避ける点が特徴 - データ効率とロバスト性の両方を改善

3. 技術・手法の肝は?

- 2つのモジュールに分離:専門家データのみで学習する base diffusion policy と、専門家+準最適な policy rollout データで学習する dynamics model - 推論時に dynamics model が将来の潜在状態を予測し、専門家分布内に留まるよう最適化 - 専門家デモの潜在埋め込みを暗黙のバリアとして利用し、in-distribution と OOD を分離 - Control Barrier Functions の考え方を潜在空間に適用

4. どうやって有効だと検証した?

- シミュレーション実験と実世界実験の両方を実施 - LPB が policy のロバスト性とデータ効率の両方を改善することを示す - 限られた専門家データから、追加の人手修正やアノテーションなしで信頼性の高いマニピュレーションが可能であることを確認 - 具体的なタスク名・ベースライン・評価指標は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 追加の人手修正やアノテーションを必要とせず、強いタスク仮定にも依存しない点を利点として主張 - 専門家模倣と OOD 回復の分離により模倣品質の妥協を回避 - 限界・失敗ケース・計算コスト・dynamics model の精度依存性などの詳細な議論は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- Control Barrier Functions(CBF)に関する文献 - diffusion policy に関する研究 - behavior cloning における covariate shift 対策(human-in-the-loop 修正、データ拡張)の関連研究 - 具体的な参照論文名は要旨からは不明

※ 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: Zhanyi Sun, Shuran Song

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Visuomotor policies trained via behavior cloning are vulnerable to covariate shift, where small deviations from expert trajectories can compound into failure. Common strategies to mitigate this issue involve expanding the training distribution through human-in-the-loop corrections or synthetic data augmentation. However, these approaches are often labor-intensive, rely on strong task assumptions, or compromise the quality of imitation. We introduce Latent Policy Barrier, a framework for robust visuomotor policy learning. Inspired by Control Barrier Functions, LPB treats the latent embeddings of expert demonstrations as an implicit barrier separating safe, in-distribution states from unsafe, out-of-distribution (OOD) ones. Our approach decouples the role of precise expert imitation and OOD recovery into two separate modules: a base diffusion policy solely on expert data, and a dynamics model trained on both expert and suboptimal policy rollout data. At inference time, the dynamics model predicts future latent states and optimizes them to stay within the expert distribution. Both simulated and real-world experiments show that LPB improves both policy robustness and data efficiency, enabling reliable manipulation from limited expert data and without additional human correction or annotation.

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