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模倣学習arXiv:2510.19356

多段階一貫性統合ショートカットモデルに基づく模倣学習ポリシー

Imitation Learning Policy based on Multi-Step Consistent Integration Shortcut Model

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フローマッチングの推論速度を改善するため、ショートカットモデルに多段階一貫性損失と適応的勾配配分を導入し、1ステップ推論で高性能を実現した模倣学習手法を提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ロボットの模倣学習(imitation learning)向けの新しい方策学習手法 - flow-matching 系手法の推論時間が長い問題に対処する one-step shortcut 手法 - multi-step integration と adaptive gradient allocation を組み合わせる - 推論速度と性能のバランスを狙う - 2つの simulation benchmark と5つの実環境タスクで評価

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の flow-matching 手法は推論時間が長いという課題がある - 既存の distillation 手法や consistency 手法は性能が diffusion model や flow-matching model に及ばない - 提案手法は one-step 推論を維持しつつ性能向上を図る - multi-step consistency loss を shortcut model 上に拡張する点が新規 - 要旨からは不明:具体的な先行研究名や定量的な比較結果

3. 技術・手法の肝は?

- shortcut model を基盤とする one-step shortcut 手法 - multi-step consistency loss を拡張して導入 - one-step loss を multi-step losses に分割 - multi-step loss と元の flow-matching loss の不安定な最適化に対処 - adaptive gradient allocation により学習の安定性を向上 - 推論速度と性能のトレードオフを調整

4. どうやって有効だと検証した?

- 2つの simulation benchmark で評価 - 5つの実環境(real-world environment)タスクで評価 - 実験結果により提案アルゴリズムの有効性を検証 - 要旨からは不明:具体的なベースライン、指標、成功率、推論時間の数値

5. 議論はある?

- 要旨からは不明:限界や失敗事例に関する記述はない - 推論速度と性能のバランスをどう取るかが議論の焦点 - multi-step loss と flow-matching loss の最適化不安定性への対処が課題として示唆 - adaptive gradient allocation の一般性や感度は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- flow-matching を用いたロボット模倣学習の代表的手法(例:diffusion policy 系) - consistency model 系の one-step 生成手法 - shortcut model に関する原論文 - distillation を用いた拡散方策の高速化研究 - 要旨で参照・比較されている個別研究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: Yu Fang, Xinyu Wang, Xuehe Zhang, Wanli Xue, Mingwei Zhang, Shengyong Chen, Jie Zhao

分類: cs.RO

原文アブストラクト

The wide application of flow-matching methods has greatly promoted the development of robot imitation learning. However, these methods all face the problem of high inference time. To address this issue, researchers have proposed distillation methods and consistency methods, but the performance of these methods still struggles to compete with that of the original diffusion models and flow-matching models. In this article, we propose a one-step shortcut method with multi-step integration for robot imitation learning. To balance the inference speed and performance, we extend the multi-step consistency loss on the basis of the shortcut model, split the one-step loss into multi-step losses, and improve the performance of one-step inference. Secondly, to solve the problem of unstable optimization of the multi-step loss and the original flow-matching loss, we propose an adaptive gradient allocation method to enhance the stability of the learning process. Finally, we evaluate the proposed method in two simulation benchmarks and five real-world environment tasks. The experimental results verify the effectiveness of the proposed algorithm.

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