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ナビゲーションarXiv:2512.02851

EmbodiedDiffusion:異種ロボットナビゲーションのための走行可能性誘導型視覚拡散モデル

EmbodiedDiffusion: End-to-End Traversability-Guided Visual Diffusion for Heterogeneous Robot Navigation

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RGB画像から走行可能性マップと軌道を同時に生成する拡散ベースの枠組みを提案し、プランナー不要で異種ロボットへの迅速な適応を実現した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- EmbodiedDiffusion は RGB 画像から traversability map と実行可能 trajectory を同時に予測する diffusion ベースのナビゲーションフレームワーク。 - planner-free な合成 supervision と embodiment conditioning により、異種ロボット間の転送を狙う。 - 訓練時に VLM teacher からカテゴリレベルの traversability 意味論を軽量 student に distill し、展開時は prompt 不要のリアルタイム推論を実現。 - 屋内環境の quadruped と aerial robot で評価。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 多くの既存手法は prompt 駆動の VLM に依存するか、traversability と trajectory planning を分離し、別途 planner・重い mapping・手動 tuning・長い展開時間を要する。 - 本研究は traversability 推定と trajectory 生成を単一の diffusion framework で統合し、planner-free かつ prompt-free なリアルタイム推論を可能にする点が異なる。 - さらに embodiment 固有の推論を分離し、視覚 backbone や trajectory diffusion model の再訓練なしで新プラットフォームへ適応できる。

3. 技術・手法の肝は?

- diffusion-based framework により、RGB 画像から traversability map と feasible trajectory を同時に予測。 - 訓練時は VLM teacher からカテゴリレベルの traversability 意味論を軽量 student へ distill。 - 展開時は prompt を必要としない推論を実現。 - FiLM-based な modular conditioning mechanism を採用し、embodiment 固有の推論をネットワーク内の小さな学習可能部分に隔離。 - これにより視覚 backbone と trajectory diffusion model を再訓練せずに新ロボットへ適応可能。

4. どうやって有効だと検証した?

- 屋内環境で quadruped と aerial robot を用いて評価。 - full-data regime において 80-100% の navigation success を達成。 - リアルタイム推論(90 ms)を確認。 - 新プラットフォームへの適応を、わずか 10 分の visual data collection で実証。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。 - 評価は屋内環境の quadruped と aerial robot に限定されており、屋外や他の embodiment への一般化については要旨からは不明。 - planner-free 合成 supervision の詳細や限界、VLM teacher への依存度については要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- VLM teacher を用いた traversability distillation の関連研究(要旨で明示的な論文名はなし)。 - prompt-driven VLM による visual traversability estimation の代表的手法。 - diffusion model を用いた trajectory generation / planning の関連研究。 - FiLM-based conditioning や embodiment conditioning を用いた cross-embodiment transfer の研究。 - quadruped および aerial robot の屋内ナビゲーション評価に関する関連研究。

※ 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: Iana Zhura, Sausar Karaf, Faryal Batool, Nipun Dhananjaya Weerakkodi Mudalige, Valerii Serpiva, Ali Alridha Abdulkarim, Aleksey Fedoseev, Didar Seyidov, Hajira Amjad, Dzmitry Tsetserukou

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Visual traversability estimation is central to autonomous navigation, yet most approaches either rely on prompt-driven Vision-Language Model (VLM) or decouple traversability from trajectory planning, requiring separate planners with heavy mapping, manual tuning, and extended deployment time. We propose EmbodiedDiffusion, a diffusion-based framework that simultaneously predicts traversability maps and generates feasible trajectories from RGB images using planner-free synthetic supervision and embodiment conditioning for cross-platform transfer. The framework distills category-level traversability semantics from a VLM teacher into a lightweight student model during training, enabling prompt-free, real-time inference at deployment. A modular FiLM-based conditioning mechanism isolates embodiment-specific reasoning into a compact trainable subset of the network, allowing rapid adaptation to new robot platforms without retraining the visual backbone or the trajectory diffusion model. Across indoor environments with quadruped and aerial robots, EmbodiedDiffusion achieves 80-100% navigation success in the full-data regime with real-time inference (90 ms) and adapts to new platforms using only 10 min of visual data collection, demonstrating scalable, unified traversability reasoning and trajectory generation for heterogeneous robots.

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