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マニピュレーションarXiv:2509.06201

Grasp-MPC:価値関数誘導型モデル予測制御による閉ループ視覚把持

Grasp-MPC: Closed-Loop Visual Grasping via Value-Guided Model Predictive Control

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大規模合成データで学習した価値関数をモデル予測制御に組み込み、散らかった環境でも未知物体を反応的に把持できる閉ループ6自由度視覚把持ポリシーを提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 非構造環境での多様な物体の把持を対象とした、閉ループ6-DoF視覚ベース把持ポリシー - 大規模合成データで学習した価値関数をMPCに組み込む - 混雑環境での新規物体の頑健・反応的な把持を狙う

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 開ループ手法は制御環境では有効だが混雑環境で失敗しやすい - 既存の閉ループ手法は単一物体・限られた物体集合の簡易設定に限定され汎化の道筋がない - 本手法は混雑環境での新規物体把持を対象とし、シミュレーションで最大32.6%、実世界のノイズ条件下で33.3%の成功率向上 - open-loop、diffusion policy、transformer policy、IQLを上回る

3. 技術・手法の肝は?

- 200万の把持軌道(成功・失敗を含む)の大規模合成データセットの視覚観測で価値関数を学習 - 学習した価値関数をMPCフレームワークに展開 - 衝突回避と滑らかな実行を促す他のコスト項と組み合わせる - 閉ループ6-DoF視覚ベース把持ポリシーとして構成

4. どうやって有効だと検証した?

- FetchBenchと実世界設定で多様な環境にわたり評価 - シミュレーションで最大32.6%、実世界のノイズ条件下で33.3%の成功率向上を確認 - open-loop、diffusion policy、transformer policy、IQLと比較し優位性を示す

5. 議論はある?

- 開ループ把持の失敗要因として把持予測誤差と把持中の物体姿勢変化を挙げる - 既存閉ループ手法の簡易設定・限られた物体集合という限界を指摘 - 具体的な議論の詳細は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- diffusion policy - transformer policy - IQL - open-loop grasping手法 - FetchBench

※ 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: Jun Yamada, Adithyavairavan Murali, Ajay Mandlekar, Clemens Eppner, Ingmar Posner, Balakumar Sundaralingam

分類: cs.RO, cs.AI, cs.LG

原文アブストラクト

Grasping of diverse objects in unstructured environments remains a significant challenge. Open-loop grasping methods, effective in controlled settings, struggle in cluttered environments. Grasp prediction errors and object pose changes during grasping are the main causes of failure. In contrast, closed-loop methods address these challenges in simplified settings (e.g., single object on a table) on a limited set of objects, with no path to generalization. We propose Grasp-MPC, a closed-loop 6-DoF vision-based grasping policy designed for robust and reactive grasping of novel objects in cluttered environments. Grasp-MPC incorporates a value function, trained on visual observations from a large-scale synthetic dataset of 2 million grasp trajectories that include successful and failed attempts. We deploy this learned value function in an MPC framework in combination with other cost terms that encourage collision avoidance and smooth execution. We evaluate Grasp-MPC on FetchBench and real-world settings across diverse environments. Grasp-MPC improves grasp success rates by up to 32.6% in simulation and 33.3% in real-world noisy conditions, outperforming open-loop, diffusion policy, transformer policy, and IQL approaches. Videos and more at http://grasp-mpc.github.io.

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