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マニピュレーションarXiv:2510.14643

サンプリングベースMPCのための生成モデル:適応的な接触リッチマニピュレーションのためのブートストラップ手法

Generative Models From and For Sampling-Based MPC: A Bootstrapped Approach For Adaptive Contact-Rich Manipulation

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サンプリングベースMPCの制御列を条件付きフローマッチングで学習し、オンライン計画を効率化する生成予測制御フレームワークを提案。四足ロボットの実世界接触リッチ移動マニピュレーションに初めて適用し、サンプル効率と汎化性能を向上させた。

詳しい要約

1. どんなもの?

- サンプリングベース Model Predictive Control (SPC) を conditional flow-matching モデルで amortize する generative predictive control (GPC) フレームワーク - SPC が生成した制御系列を simulation で収集し学習データとして利用 - 四足ロボットによる実世界の contact-rich loco-manipulation に適用

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来は iterative refinement や gradient-based solver に依存していた - 本研究は noisy な SPC データから直接 proposal distribution を学習できることを示す - これにより online planning 時のサンプリングが効率化・情報化される - 実機四足ロボットの contact-rich loco-manipulation への適用は初と主張

3. 技術・手法の肝は?

- conditional flow-matching モデルを SPC の制御系列で学習し、SPC を bootstrap する - 学習された proposal distribution を online planning のサンプリングに用いる - simulation で収集した SPC 制御系列を学習データとする amortization 手法

4. どうやって有効だと検証した?

- simulation と hardware の両方で extensive な実験を実施 - sample efficiency の向上、planning horizon 要件の削減を確認 - タスク変動に対する robust な generalization を示す

5. 議論はある?

- 要旨からは不明(noisy な SPC データからの学習が有効である点は示唆されるが、限界や失敗事例の議論は記載なし)

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている prior work(iterative refinement や gradient-based solver を用いた手法) - conditional flow-matching モデル - サンプリングベース Model Predictive Control (SPC) の関連研究

※ 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: Lara Brudermüller, Brandon Hung, Xinghao Zhu, Jiuguang Wang, Nick Hawes, Preston Culbertson, Simon Le Cleac'h

分類: cs.RO

原文アブストラクト

We present a generative predictive control (GPC) framework that amortizes sampling-based Model Predictive Control (SPC) by bootstrapping it with conditional flow-matching models trained on SPC control sequences collected in simulation. Unlike prior work relying on iterative refinement or gradient-based solvers, we show that meaningful proposal distributions can be learned directly from noisy SPC data, enabling more efficient and informed sampling during online planning. We further demonstrate, for the first time, the application of this approach to real-world contact-rich loco-manipulation with a quadruped robot. Extensive experiments in simulation and on hardware show that our method improves sample efficiency, reduces planning horizon requirements, and generalizes robustly across task variations.

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