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視覚ナビゲーションarXiv:2601.17815

少ないデータで実現するスケーラブルな視覚ナビゲーション

Less Is More: Scalable Visual Navigation from Limited Data

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限られた人間のデモンストレーションに幾何学的プランナーが生成した合成軌道を追加することで、Transformerベースの視覚ナビゲーション方策を効率的に訓練し、実機展開を実現した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- モバイルロボットの goal-conditioned visual navigation のための transformer-based な visual navigation policy である LiMo を提案。 - 単一の RGB 観測から goal-conditioned SE(2) 軌道を予測する。 - 限られた human demonstrations に classical geometric planners が生成した synthetic trajectories を追加して学習する。 - 実ロボット展開も行い、データ効率の良い visual navigation を目指す。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の imitation learning は human demonstrations の量と多様性に強く依存し、高コストなデータ収集が課題。 - 本研究は classical geometric planners による synthetic trajectories を併用することで、限られた expert demonstrations でも性能を大幅に向上できることを示す。 - 「より多くの demonstrations を集める」のではなく、多様で高品質なデータセットを戦略的にキュレーションすることが重要だと主張。

3. 技術・手法の肝は?

- classical geometric planners を活用し、synthetic trajectories を生成して human demonstrations を補完。 - transformer-based な policy が単一 RGB 観測から goal-conditioned SE(2) 軌道を予測。 - 限られた expert demonstrations に planner-generated supervision を追加して学習。 - dataset scale と diversity が planning performance に与える影響を ablation で分析。

4. どうやって有効だと検証した?

- 限られた expert demonstrations に planner-generated supervision を追加することで性能が大幅に向上することを確認。 - ablations および定性的・定量的分析により、dataset scale と diversity の影響を特徴づけ。 - 実ロボット展開を実施し、有効性を検証。

5. 議論はある?

- ロバストな visual navigation は、単に demonstrations を増やすのではなく、多様で高品質なデータセットを戦略的にキュレーションすることで実現される。 - scalable で embodiment-specific な geometric supervision が、データ効率の良い visual navigation への実用的な道筋であると示唆。 - 具体的な限界や課題については要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照・比較されている具体的な先行研究は明記されていない。 - 関連手法として classical geometric planners、imitation learning、transformer-based visual navigation policy が挙げられる。 - 同分野の定番として goal-conditioned visual navigation、imitation learning、synthetic data augmentation に関する研究が次に読むべき候補。

※ 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: Yves Inglin, Jonas Frey, Changan Chen, Marco Hutter

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Imitation learning provides a powerful framework for goal-conditioned visual navigation in mobile robots, enabling obstacle avoidance while respecting human preferences and social norms. However, its effectiveness depends critically on the quality and diversity of training data. In this work, we show how classical geometric planners can be leveraged to generate synthetic trajectories that complement costly human demonstrations. We train Less is More (LiMo), a transformer-based visual navigation policy that predicts goal-conditioned SE(2) trajectories from a single RGB observation, and find that augmenting limited expert demonstrations with planner-generated supervision yields substantial performance gains. Through ablations and complementary qualitative and quantitative analyses, we characterize how dataset scale and diversity affect planning performance. We demonstrate real-robot deployment and argue that robust visual navigation is enabled not by simply collecting more demonstrations, but by strategically curating diverse, high-quality datasets. Our results suggest that scalable, embodiment-specific geometric supervision is a practical path toward data-efficient visual navigation.

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