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sim2realarXiv:2509.24797

ロバストなロボット汎化のための忠実度を考慮したデータ構成

Fidelity-Aware Data Composition for Robust Robot Generalization

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生成データ拡張におけるデータ構成を最適化問題として扱うCIFTを提案し、実データと合成データの混合比を情報忠実度に基づいて調整することで、ロボット政策の分布外汎化性能を大幅に向上させた。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 大規模で視覚的に均質な dataset で学習した generalist robot policy が抱える shortcut learning と OOD 汎化劣化への対処を狙う研究。 - generative data augmentation による多様性導入ではなく、real と synthetic の data composition を設計問題として扱う。 - Coherent Information Fidelity Tuning (CIFT) という framework を提案し、data composition を最適化問題として定式化する。 - 併せて Multi-View Video Augmentation (MVAug) という generative engine を導入する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の generative data augmentation は visual diversity を優先し、information fidelity を犠牲にしがちで learning signal を壊しうると指摘。 - 単純に real と synthetic を混ぜる naive mixing ではなく、fidelity-aware な composition を原理的に行う点が新しい。 - data synthesis 単体ではなく composition の設計が robust generalization の重要要素だと示す立場を取る。 - 具体的な prior 手法名の比較は要旨からは不明。

3. 技術・手法の肝は?

- data composition を optimization problem として扱う CIFT を提案。 - dataset の feature-space geometry に基づく実用的な Information Fidelity の proxy を用いる。 - この proxy により、training stability が劣化する phase transition を Decoherence Point として同定する。 - MVAug により causally disentangled な data spectrum を合成し、tuning に用いる。

4. どうやって有効だと検証した?

- CIFT を $\pi_0$ や Diffusion Policy などの policy architecture に適用して評価。 - OOD success rate が 54% 以上改善したと報告。 - 評価 dataset や benchmark の詳細、baseline 設定は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- visual diversity と information fidelity の trade-off をどう扱うかが中心的論点。 - Decoherence Point という training stability の phase transition の存在と、その実用的同定が議論の対象。 - Information Fidelity の proxy の妥当性や、他 architecture・実環境への一般性は要旨からは不明。 - 限界や failure case の議論は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- $\pi_0$ および Diffusion Policy の原論文。 - generative data augmentation を用いた robot policy 学習の関連研究。 - shortcut learning と OOD generalization に関する研究。 - causal disentanglement を用いた data augmentation の関連手法。

※ 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: Zizhao Tong, Di Chen, Sicheng Hu, Hongwei Fan, Liliang Chen, Guanghui Ren, Hao Tang, Hao Dong, Ling Shao

分類: cs.RO, cs.AI, cs.LG

原文アブストラクト

Generalist robot policies trained on large-scale, visually homogeneous datasets can be susceptible to shortcut learning, which impairs their out-of-distribution (OOD) generalization. While generative data augmentation is a common approach to introduce diversity, it presents a subtle challenge: data composition. Naively mixing real and synthetic data can corrupt the learning signal, as this process often prioritizes visual diversity at the expense of information fidelity. This paper suggests that robust generalization depends on principled, fidelity-aware data composition. We introduce Coherent Information Fidelity Tuning (CIFT), a framework that treats data composition as an optimization problem. CIFT uses a practical proxy for Information Fidelity based on the feature-space geometry of a dataset. This enables the identification of a phase transition, termed the Decoherence Point, where training stability degrades. The framework includes a generative engine, Multi-View Video Augmentation (MVAug), to synthesize a causally disentangled data spectrum for this tuning process. Applying CIFT to policy architectures such as $\pi_0$ and Diffusion Policy improves OOD success rates by over 54\%. These results indicate that fidelity-aware composition, beyond data synthesis alone, is an important component for developing robust, general-purpose robots.

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