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VLAarXiv:2509.25822

見るために動き、動くために見る:拡散駆動の知覚-行動相互作用による適応的方策

Act to See, See to Act: Diffusion-Driven Perception-Action Interplay for Adaptive Policies

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拡散方策のノイズ予測勾配を行動誘導SDEに組み込み、知覚と行動を循環的に学習させるDP-AGを提案。シミュレーションと実機UR5で既存手法を上回った。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 拡散モデルを用いた模倣学習の新手法 **Action-Guided Diffusion Policy (DP-AG)** を提案する研究。 - 知覚と行動を分離せず、両者の因果的な相互関係(perception-action interplay)を確率的潜在ダイナミクスとして統一的に表現学習する枠組み。 - 適応的な振る舞いのためのポリシー学習を目指す。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の imitation learning は perception と action を切り離して扱い、人間が適応行動に用いる感覚表現と行動実行の因果的双方向性を無視していた。 - DP-AG はこの双方向の相互作用を明示的にモデル化する点が新規。 - 理論的にも variational lower bound の導出と contrastive objective の性質証明を行っている点が先行研究と異なる。

3. 技術・手法の肝は?

- 潜在観測を variational inference で Gaussian posterior に符号化。 - action-guided SDE で潜在状態を発展させ、diffusion policy の noise predictions の Vector-Jacobian Product (VJP) を構造化された確率的力として潜在更新を駆動。 - 双方向学習のため cycle-consistent contrastive loss を導入し、noise predictor の勾配流を perception-action loop として整合させる。 - 潜在更新と action refinement の両方で一貫した遷移を強制。

4. どうやって有効だと検証した?

- 複数の simulation benchmarks で state-of-the-art 手法を大きく上回る性能を示した。 - 実世界の UR5 を用いた manipulation タスクでも有効性を確認。 - 理論面では action-guided SDE の variational lower bound を導出し、contrastive objective が潜在・行動軌跡の連続性を高めることを証明。

5. 議論はある?

- 生物学的適応性と人工ポリシー学習の橋渡しへの貢献を主張。 - 具体的な限界や失敗ケース、計算コスト、実世界タスクの詳細な議論は要旨からは不明。

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 imitation learning 手法(behavior cloning 系、diffusion policy 系)。 - 関連手法として variational inference、action-guided SDE、cycle-consistent contrastive learning の各文献。 - 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: Jing Wang, Weiting Peng, Jing Tang, Zeyu Gong, Xihua Wang, Bo Tao, Li Cheng

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Existing imitation learning methods decouple perception and action, which overlooks the causal reciprocity between sensory representations and action execution that humans naturally leverage for adaptive behaviors. To bridge this gap, we introduce Action-Guided Diffusion Policy (DP-AG), a unified representation learning that explicitly models a dynamic interplay between perception and action through probabilistic latent dynamics. DP-AG encodes latent observations into a Gaussian posterior via variational inference and evolves them using an action-guided SDE, where the Vector-Jacobian Product (VJP) of the diffusion policy's noise predictions serves as a structured stochastic force driving latent updates. To promote bidirectional learning between perception and action, we introduce a cycle-consistent contrastive loss that organizes the gradient flow of the noise predictor into a coherent perception-action loop, enforcing mutually consistent transitions in both latent updates and action refinements. Theoretically, we derive a variational lower bound for the action-guided SDE, and prove that the contrastive objective enhances continuity in both latent and action trajectories. Empirically, DP-AG significantly outperforms state-of-the-art methods across simulation benchmarks and real-world UR5 manipulation tasks. As a result, our DP-AG offers a promising step toward bridging biological adaptability and artificial policy learning.

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