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マニピュレーションarXiv:2509.18686

クエリ中心拡散ポリシーによる汎用ロボット組立

Query-Centric Diffusion Policy for Generalizable Robotic Assembly

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物体・接触点・スキル情報からなるクエリで高レベル計画と低レベル制御を橋渡しする階層型拡散ポリシーを提案し、家具組立タスクの成功率を向上させた。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ロボット組立タスク向けの階層型ポリシー「Query-centric Diffusion Policy (QDP)」の提案。 - 高レベル計画(objects, contact points, skill情報を含むquery)と低レベル制御を橋渡しする枠組み。 - 接触が多くノイズに敏感な部品組立を対象とし、point cloud観測を活用。 - FurnitureBenchでシミュレーション・実機の両方で評価。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の階層型組立エージェントは高レベルskill queryと低レベル実行のミスマッチが課題。 - QDPはquery-centric mechanismでタスク関連要素を特定し低レベルポリシーを誘導。 - 構造化queryを持たないbaselineと比較し、挿入・ねじ締めタスクでskill-wise成功率を50%以上改善。 - 長期的タスクの成功率とskill精度も向上。

3. 技術・手法の肝は?

- 階層型フレームワークで、queryはobjects・contact points・skill情報から構成。 - query-centric mechanismによりタスク関連コンポーネントを特定し低レベルポリシーへ誘導。 - point cloud観測を利用してポリシーのロバスト性を向上。 - diffusion policyを低レベル制御に採用(名称から示唆されるが詳細は要旨からは不明)。

4. どうやって有効だと検証した?

- FurnitureBenchにてシミュレーションと実世界の両設定で包括的実験を実施。 - 挿入(insertion)およびねじ締め(screwing)タスクで評価。 - 構造化queryなしのbaselineと比較し、skill-wise成功率が50%以上向上。 - 長期的タスクの成功率とskill精度の改善を確認。

5. 議論はある?

- 高レベルqueryと低レベル実行のミスマッチをquery-centric mechanismで緩和できる可能性。 - point cloud利用が接触リッチ設定でのロバスト性に寄与する点。 - 具体的な限界・失敗事例・計算コスト・実機での汎化範囲は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- FurnitureBench(ベンチマーク)関連の組立研究。 - Diffusion Policy(拡散ポリシー)の原論文。 - 階層型ロボット組立ポリシーに関する先行研究。 - point cloudを用いたロボットマニピュレーション研究。

※ 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: Ziyi Xu, Haohong Lin, Shiqi Liu, Ding Zhao

分類: cs.RO, cs.LG

原文アブストラクト

The robotic assembly task poses a key challenge in building generalist robots due to the intrinsic complexity of part interactions and the sensitivity to noise perturbations in contact-rich settings. The assembly agent is typically designed in a hierarchical manner: high-level multi-part reasoning and low-level precise control. However, implementing such a hierarchical policy is challenging in practice due to the mismatch between high-level skill queries and low-level execution. To address this, we propose the Query-centric Diffusion Policy (QDP), a hierarchical framework that bridges high-level planning and low-level control by utilizing queries comprising objects, contact points, and skill information. QDP introduces a query-centric mechanism that identifies task-relevant components and uses them to guide low-level policies, leveraging point cloud observations to improve the policy's robustness. We conduct comprehensive experiments on the FurnitureBench in both simulation and real-world settings, demonstrating improved performance in skill precision and long-horizon success rate. In the challenging insertion and screwing tasks, QDP improves the skill-wise success rate by over 50% compared to baselines without structured queries.

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