実行履歴に着目した拡散ポリシーによる長期的ロボット操作における多峰性行動の曖昧性解消
Trace-Focused Diffusion Policy for Multi-Modal Action Disambiguation in Long-Horizon Robotic Manipulation
ロボットの実行履歴を視覚空間に投影して拡散ポリシーの条件に加えることで、長期タスクで観測が似ていても行動が異なる曖昧さを解消し、背景の乱れにも頑健にした手法を提案。
詳しい要約
1. どんなもの?
2. 先行研究と比べてどこがすごい?
3. 技術・手法の肝は?
4. どうやって有効だと検証した?
5. 議論はある?
6. 次に読むべき論文は?
※ 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: Yuxuan Hu, Xiangyu Chen, Chuhao Zhou, Yuxi Liu, Gen Li, Jindou Jia, Jianfei Yang
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Generative model-based policies have shown strong performance in imitation-based robotic manipulation by learning action distributions from demonstrations. However, in long-horizon tasks, visually similar observations often recur across execution stages while requiring distinct actions, which leads to ambiguous predictions when policies are conditioned only on instantaneous observations, termed multi-modal action ambiguity (MA2). To address this challenge, we propose the Trace-Focused Diffusion Policy (TF-DP), a simple yet effective diffusion-based framework that explicitly conditions action generation on the robot's execution history. TF-DP represents historical motion as an explicit execution trace and projects it into the visual observation space, providing stage-aware context when current observations alone are insufficient. In addition, the induced trace-focused field emphasizes task-relevant regions associated with historical motion, improving robustness to background visual disturbances. We evaluate TF-DP on real-world robotic manipulation tasks exhibiting pronounced multi-modal action ambiguity and visually cluttered conditions. Experimental results show that TF-DP improves temporal consistency and robustness, outperforming the vanilla diffusion policy by 80.56 percent on tasks with multi-modal action ambiguity and by 86.11 percent under visual disturbances, while maintaining inference efficiency with only a 6.4 percent runtime increase. These results demonstrate that execution-trace conditioning offers a scalable and principled approach for robust long-horizon robotic manipulation within a single policy.
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