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動作リターゲティングarXiv:2509.15443

暗黙的キノダイナミック動作リターゲティングによるスケーラブルな全身動作転移

A Scalable Whole-body Motion Transfer via Implicit Kinodynamic Motion Retargeting

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骨格グラフ畳み込みデュアルオートエンコーダと物理情報に基づく洗練により、人間の動作データを高速かつ物理的に実現可能なヒューマノイド動作へ変換する手法を提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 人間の運動データを humanoid robot の全身運動データへ変換する、スケーラブルな neural-based データ変換パイプライン。 - 名称は Implicit Kinodynamic Motion Retargeting (IKMR)。 - 目的は human-to-humanoid imitation learning におけるロボットデータ不足の緩和。 - 骨格ベースの graph convolutional dual autoencoder と physics-informed refinement を組み合わせる。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の motion retargeting は frame-by-frame の数値最適化に依存し、大規模データセット合成には計算コストが高すぎる点が課題。 - IKMR は計算負荷を online optimization から offline inference へ移し、5000 frames per second 超のデータ変換 throughput を実現。 - 学習された motion prior により、元データの高周波ノイズや spatial jitter を内在的に除去する data curation 機能も持つ。

3. 技術・手法の肝は?

- skeleton-based graph convolutional dual autoencoder を用い、構造の異なる human と humanoid の kinematic configuration を共有 topological latent space に写像。 - physics-informed refinement phase を組み込み、simulated physical tracking feedback を用いて robust な motion prior を学習。 - この implicit な定式化により、online 最適化ではなく offline 推論で retargeting を実行。

4. どうやって有効だと検証した?

- Extensive evaluations を実施。 - humanoid robot 上での real-world whole-body control deployment を含む評価により、human motion と robotic data のギャップを埋めることを確認。 - 具体的な比較対象や定量指標の詳細は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- 5000 frames per second 超の throughput と、ノイズ・jitter 除去による安全な軌道生成を主張。 - 実機 humanoid での whole-body control 展開に言及。 - 限界や失敗事例、定量比較の詳細は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 比較対象として言及される既存の frame-by-frame numerical optimization 型 motion retargeting 関連研究。 - human-to-humanoid imitation learning 全般。 - graph convolutional autoencoder を用いた motion retargeting。 - physics-informed / simulated physical tracking feedback を用いた motion prior 学習。 - 具体的な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: Xingyu Chen, Hanyu Wu, Sikai Wu, Mingliang Zhou, Diyun Xiang, Haodong Zhang, Yangchen Zhou, Yukang Gao, Yi Gu, Renjing Xu

分類: cs.RO, cs.AI

原文アブストラクト

Human-to-humanoid imitation learning presents a promising pathway to address the severe data scarcity bottleneck in robotics by utilizing abundant, large-scale human motion collections. However, scaling this paradigm requires addressing two key challenges. First, human motion data acquired from videos, motion capture systems, or generative models often contains spatial noise, jitter, and frame-level flickering, which can be amplified during retargeting and lead to unsafe or physically infeasible robot motions. Second, existing motion retargeting methods typically rely on frame-by-frame numerical optimization, making them too computationally expensive for large-scale dataset synthesis. To overcome these limitations, we introduce Implicit Kinodynamic Motion Retargeting (IKMR), a highly scalable, neural-based data transformation pipeline. IKMR leverages a skeleton-based graph convolutional dual autoencoder to map cross-structural human and humanoid kinematic configurations into a shared topological latent space. To guarantee the physical viability of the generated data, the framework incorporates a physics-informed refinement phase that utilizes simulated physical tracking feedback to learn a robust motion prior. This implicit formulation fundamentally resolves both challenges. By shifting the computational burden from online optimization to offline inference, IKMR achieves an unprecedented data conversion throughput exceeding 5000 frames per second. Furthermore, leveraging the learned motion prior, it functions as an intrinsic data curation mechanism and naturally filters out high-frequency noise and spatial jitters from source data, yielding smooth trajectories that ensure physical hardware safety. Extensive evaluations, including real-world whole-body control deployments on humanoid robot, confirm that IKMR bridges the gap between human motion and robotic data.

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