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マニピュレーションarXiv:2512.24288

不完全な介入を活用する実世界強化学習

Real-world Reinforcement Learning from Suboptimal Interventions

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人間の介入が常に最適とは限らない実世界ロボット操作において、状態ごとの不確実性に基づく制約付き強化学習SiLRIを提案し、介入を活用しつつ性能劣化を防ぐ。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 実世界強化学習(RL)で、人間の介入が最適でない場合でも効率的にロボットマニピュレーション方策を学習する手法 SiLRI を提案。 - 人間の介入の不確実性を考慮し、状態ごとの制約付きRLとして定式化。 - 人間-as-copilot テレオペレーションシステム上で実世界実験を実施。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の実世界RLは人間の介入が全状態で最適と仮定し、介入データとロボットデータを無差別に混合。 - 混合はRLのサンプル効率を損ない、純粋な模倣は最終性能を低下させる問題があった。 - SiLRIは潜在的に次善でノイズの多い介入を活用しつつ、それに制約されず学習を加速。 - 最先端のHIL-SERLと比較して90%成功率到達時間を少なくとも50%短縮。 - 他のRL手法が苦戦する長期タスクで100%成功率を達成。

3. 技術・手法の肝は?

- オンラインマニピュレーション問題を制約付きRL最適化として定式化。 - 各状態の制約境界を人間介入の不確実性に基づいて決定。 - 状態ごとのLagrange乗数を導入し、min-max最適化で方策とLagrange乗数を同時最適化し鞍点を求める。 - 人間-as-copilot テレオペレーションシステムを基盤とする。

4. どうやって有効だと検証した?

- 実世界実験で多様なマニピュレーションタスクを評価。 - HIL-SERLと比較して90%成功率到達時間を少なくとも50%短縮。 - 長期マニピュレーションタスクで100%成功率を達成し、他のRL手法が失敗する中で成功。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- HIL-SERL(最先端RL手法として比較) - 制約付きRL(Constrained RL) - 人間-as-copilot テレオペレーション - 実世界強化学習(Real-world RL)

※ 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: Yinuo Zhao, Huiqian Jin, Lechun Jiang, Xinyi Zhang, Kun Wu, Pei Ren, Zhiyuan Xu, Zhengping Che, Lei Sun, Dapeng Wu, Chi Harold Liu, Jian Tang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Real-world reinforcement learning (RL) offers a promising approach to training precise and dexterous robotic manipulation policies in an online manner, enabling robots to learn from their own experience while gradually reducing human labor. However, prior real-world RL methods often assume that human interventions are optimal across the entire state space, overlooking the fact that even expert operators cannot consistently provide optimal actions in all states or completely avoid mistakes. Indiscriminately mixing intervention data with robot-collected data inherits the sample inefficiency of RL, while purely imitating intervention data can ultimately degrade the final performance achievable by RL. The question of how to leverage potentially suboptimal and noisy human interventions to accelerate learning without being constrained by them thus remains open. To address this challenge, we propose SiLRI, a state-wise Lagrangian reinforcement learning algorithm for real-world robot manipulation tasks. Specifically, we formulate the online manipulation problem as a constrained RL optimization, where the constraint bound at each state is determined by the uncertainty of human interventions. We then introduce a state-wise Lagrange multiplier and solve the problem via a min-max optimization, jointly optimizing the policy and the Lagrange multiplier to reach a saddle point. Built upon a human-as-copilot teleoperation system, our algorithm is evaluated through real-world experiments on diverse manipulation tasks. Experimental results show that SiLRI effectively exploits human suboptimal interventions, reducing the time required to reach a 90% success rate by at least 50% compared with the state-of-the-art RL method HIL-SERL, and achieving a 100% success rate on long-horizon manipulation tasks where other RL methods struggle to succeed. Project website: https://silri-rl.github.io/.

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PR本紙発行元 EmplifAI