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ナビゲーションarXiv:2510.01388

VENTURA: 画像拡散モデルを統合タスク条件付きナビゲーションに適応

VENTURA: Adapting Image Diffusion Models for Unified Task Conditioned Navigation

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インターネット事前学習済みの画像拡散モデルを微調整し、言語指示に従って画像空間で経路マスクを生成する視覚言語ナビゲーションシステムを提案。軽量な模倣学習ポリシーで実行可能な軌道に変換し、実世界評価で成功率33%向上・衝突54%削減を達成。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 実世界のロボットナビゲーション向けの vision-language navigation システム「VENTURA」 - インターネット事前学習済みの image diffusion model を finetune し、経路計画を行う - 低レベル action を直接予測せず、image space 上に path mask(visual plan)を生成 - 軽量な behavior-cloning policy が visual plan を実行可能な trajectory に変換 - 自然言語指示に従い多様なロボット挙動を生成するインターフェースを提供

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の VLM は language と perception の grounding に強い prior を持つが、action space や pretraining objective の違いからナビゲーションへの steer が困難 - VENTURA は diffusion model を path planning に finetune することでこの転移性の問題に対処 - 実世界評価で state-of-the-art の foundation model baseline を上回る - object reaching、obstacle avoidance、terrain preference で成功率 33% 向上、衝突 54% 削減(seen/unseen 両方) - 個別タスクの未見の組み合わせにも汎化し、創発的な compositional capability を示す

3. 技術・手法の肝は?

- internet-pretrained image diffusion model を finetune して path mask を生成 - path mask は image space 上の visual plan で、fine-grained かつ context-aware なナビゲーション挙動を表現 - 軽量 behavior-cloning policy が visual plan を executable trajectory に接地 - 学習監督には self-supervised tracking model 由来の path mask と VLM-augmented caption を使用 - 手動の pixel-level annotation や高度に設計された data collection setup を回避して学習をスケール

4. どうやって有効だと検証した?

- 実世界での extensive な評価を実施 - object reaching、obstacle avoidance、terrain preference のタスクで評価 - state-of-the-art foundation model baseline と比較 - seen と unseen の両シナリオで成功率 33% 向上、衝突 54% 削減 - 未見のタスク組み合わせへの汎化(compositional capability)も確認

5. 議論はある?

- 未見タスク組み合わせへの汎化と創発的な compositional capability が観察された点を議論 - 詳細な limitation や failure case の議論は要旨からは不明 - baseline の具体的構成や評価被験体数などは要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 比較対象の state-of-the-art foundation model baseline(具体的名称は要旨からは不明) - VLM を用いた navigation 関連研究(vision-language navigation 分野の定番) - image diffusion model をロボット意思決定に転用する研究 - self-supervised tracking model を用いたデータ生成手法 - behavior cloning による visual plan の trajectory 接地に関する研究

※ 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: Arthur Zhang, Xiangyun Meng, Luca Calliari, Dong-Ki Kim, Shayegan Omidshafiei, Joydeep Biswas, Ali Agha, Amirreza Shaban

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Robots must adapt to diverse human instructions and operate safely in unstructured, open-world environments. Recent Vision-Language models (VLMs) offer strong priors for grounding language and perception, but remain difficult to steer for navigation due to differences in action spaces and pretraining objectives that hamper transferability to robotics tasks. Towards addressing this, we introduce VENTURA, a vision-language navigation system that finetunes internet-pretrained image diffusion models for path planning. Instead of directly predicting low-level actions, VENTURA generates a path mask (i.e. a visual plan) in image space that captures fine-grained, context-aware navigation behaviors. A lightweight behavior-cloning policy grounds these visual plans into executable trajectories, yielding an interface that follows natural language instructions to generate diverse robot behaviors. To scale training, we supervise on path masks derived from self-supervised tracking models paired with VLM-augmented captions, avoiding manual pixel-level annotation or highly engineered data collection setups. In extensive real-world evaluations, VENTURA outperforms state-of-the-art foundation model baselines on object reaching, obstacle avoidance, and terrain preference tasks, improving success rates by 33% and reducing collisions by 54% across both seen and unseen scenarios. Notably, we find that VENTURA generalizes to unseen combinations of distinct tasks, revealing emergent compositional capabilities. Videos, code, and additional materials: https://venturapath.github.io

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