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VLAarXiv:2602.00557

ConLA: 人間動画からの対照的潜在行動学習によるロボットマニピュレーション

ConLA: Contrastive Latent Action Learning from Human Videos for Robotic Manipulation

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人間の動画からロボットの行動を教師なしで学習する際、対照学習で動きと見た目を分離し、実ロボット軌道での事前学習を上回る性能を実現した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 人間の動画からロボット操作のための潜在行動を教師なしで学習する事前学習フレームワークConLAを提案。 - Vision-Language-Action (VLA) モデルの汎化には大規模ロボットデータが有効だが収集コストが高い。 - 人間動画は多様でスケーラブルだが明示的な行動監督がなく直接利用が難しい。 - ConLAは行動カテゴリ事前分布と時間的手がかりを活用した対照的もつれ解き機構を導入。 - 視覚的外観ではなくフレーム間ダイナミクスを捉え、ショートカット学習を軽減する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 先行研究はVQ-VAEベースで人間動画から潜在行動を教師なし学習。 - しかし再構成目的が視覚的外観に偏り、フレーム間ダイナミクスを捉えず、偽の視覚的手がかりに依存。 - その結果ショートカット学習やもつれた潜在表現が生じ、転移性が損なわれる。 - ConLAは対照的もつれ解きで動きダイナミクスと視覚内容を分離し、ショートカット学習を緩和。 - 人間動画のみの事前学習で、初めて実ロボット軌道事前学習の性能を上回る。

3. 技術・手法の肝は?

- 教師なし事前学習フレームワークで、人間動画からロボットポリシーを学習。 - 対照的もつれ解き機構を導入。 - 行動カテゴリ事前分布と時間的手がかりを利用。 - 動きダイナミクスを視覚内容から分離し、ショートカット学習を軽減。 - 純粋で意味的に一貫した潜在行動表現を抽出し、スケーラブルなロボット学習を可能にする。

4. どうやって有効だと検証した?

- 多様なベンチマークで広範な実験を実施。 - ConLAが強い性能を達成することを示す。 - 人間動画のみの事前学習で、実ロボット軌道事前学習の性能を初めて上回る。 - これにより純粋で意味的に一貫した潜在行動表現を抽出できることを実証。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。 - 限界や失敗事例、計算コスト、一般化の範囲についての議論は要旨に記載なし。

6. 次に読むべき論文は?

- VQ-VAEベースの潜在行動学習(先行研究として言及)。 - Vision-Language-Action (VLA) モデル。 - 実ロボット軌道による事前学習(比較対象)。 - 人間動画からの教師なし表現学習。 - 対照学習ともつれ解き。

※ 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: Weisheng Dai, Kai Lan, Jianyi Zhou, Bo Zhao, Xiu Su, Junwen Tong, Weili Guan, Shuo Yang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Vision-Language-Action (VLA) models achieve preliminary generalization through pretraining on large scale robot teleoperation datasets. However, acquiring datasets that comprehensively cover diverse tasks and environments is extremely costly and difficult to scale. In contrast, human demonstration videos offer a rich and scalable source of diverse scenes and manipulation behaviors, yet their lack of explicit action supervision hinders direct utilization. Prior work leverages VQ-VAE based frameworks to learn latent actions from human videos in an unsupervised manner. Nevertheless, since the training objective primarily focuses on reconstructing visual appearances rather than capturing inter-frame dynamics, the learned representations tend to rely on spurious visual cues, leading to shortcut learning and entangled latent representations that hinder transferability. To address this, we propose ConLA, an unsupervised pretraining framework for learning robotic policies from human videos. ConLA introduces a contrastive disentanglement mechanism that leverages action category priors and temporal cues to isolate motion dynamics from visual content, effectively mitigating shortcut learning. Extensive experiments show that ConLA achieves strong performance across diverse benchmarks. Notably, by pretraining solely on human videos, our method for the first time surpasses the performance obtained with real robot trajectory pretraining, highlighting its ability to extract pure and semantically consistent latent action representations for scalable robot learning.

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