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全身制御arXiv:2602.00401

ZEST: 運動ロボット制御のためのゼロショット身体スキル転移

ZEST: Zero-shot Embodied Skill Transfer for Athletic Robot Control

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多様な動作データから強化学習でヒューマノイドの全身運動方策を訓練し、シミュレーションのみで学習して実機にゼロショット転移するフレームワークを提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 人型ロボットの全身制御を目的とした運動模倣フレームワークZESTを提案。 - 多様なデータ源(motion capture、monocular video、animation)から強化学習でポリシーを訓練し、ハードウェアにzero-shotで展開。 - 接触ラベル、参照/観測ウィンドウ、状態推定器、広範なreward shapingを不要とし、行動とプラットフォーム間で一般化。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来はスキルごとの重いエンジニアリングと脆いコントローラ調整が必要だった。 - ZESTは接触ラベルや状態推定器を排除し、多様なデータ源からzero-shot展開を実現。 - 異なる形態(Atlas、Unitree G1、Spot)にまたがる一般性を示す。

3. 技術・手法の肝は?

- 強化学習による運動模倣。 - adaptive samplingで難しい運動セグメントに訓練を集中。 - model-based assistive wrenchを用いた自動カリキュラム。 - 閉鎖鎖アクチュエータの近似解析的armature値から関節ゲインを選択する手順と、洗練されたアクチュエータモデル。 - シミュレーションで訓練し、中程度のdomain randomizationを適用。

4. どうやって有効だと検証した?

- Boston DynamicsのAtlasでmotion captureからarmy crawlやbreakdancingなどの動的マルチコンタクトスキルを学習。 - ビデオからbox-climbingなどの表現力豊かなダンスやシーンインタラクションスキルをAtlasとUnitree G1に転移。 - Spot四足歩行ロボットに形態を超えて拡張し、animationから連続バク宙などのアクロバットを実現。 - 異種データ源と embodiment にわたる堅牢なzero-shot展開を実証。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究は明示されていない。 - 同分野の定番として、DeepMimic、AMP (Adversarial Motion Priors)、RMA (Rapid Motor Adaptation) などが挙げられる。

※ 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: Jean Pierre Sleiman, He Li, Alphonsus Adu-Bredu, Robin Deits, Arun Kumar, Kevin Bergamin, Mohak Bhardwaj, Scott Biddlestone, Nicola Burger, Matthew A. Estrada, Francesco Iacobelli, Twan Koolen, Alexander Lambert, Erica Lin, M. Eva Mungai, Zach Nobles, Shane Rozen-Levy, Yuyao Shi, Jiashun Wang, Jakob Welner, Fangzhou Yu, Mike Zhang, Alfred Rizzi, Jessica Hodgins, Sylvain Bertrand, Yeuhi Abe, Scott Kuindersma, Farbod Farshidian

分類: cs.RO, cs.AI

原文アブストラクト

Achieving robust, human-like whole-body control on humanoid robots for agile, contact-rich behaviors remains a central challenge, demanding heavy per-skill engineering and a brittle process of tuning controllers. We introduce ZEST (Zero-shot Embodied Skill Transfer), a streamlined motion-imitation framework that trains policies via reinforcement learning from diverse sources -- high-fidelity motion capture, noisy monocular video, and non-physics-constrained animation -- and deploys them to hardware zero-shot. ZEST generalizes across behaviors and platforms while avoiding contact labels, reference or observation windows, state estimators, and extensive reward shaping. Its training pipeline combines adaptive sampling, which focuses training on difficult motion segments, and an automatic curriculum using a model-based assistive wrench, together enabling dynamic, long-horizon maneuvers. We further provide a procedure for selecting joint-level gains from approximate analytical armature values for closed-chain actuators, along with a refined model of actuators. Trained entirely in simulation with moderate domain randomization, ZEST demonstrates remarkable generality. On Boston Dynamics' Atlas humanoid, ZEST learns dynamic, multi-contact skills (e.g., army crawl, breakdancing) from motion capture. It transfers expressive dance and scene-interaction skills, such as box-climbing, directly from videos to Atlas and the Unitree G1. Furthermore, it extends across morphologies to the Spot quadruped, enabling acrobatics, such as a continuous backflip, through animation. Together, these results demonstrate robust zero-shot deployment across heterogeneous data sources and embodiments, establishing ZEST as a scalable interface between biological movements and their robotic counterparts.

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