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模倣学習arXiv:2602.12734

生成的基盤モデルによる単一の人間実演からの模倣学習スケーリング

Scaling Single Human Demonstrations for Imitation Learning using Generative Foundational Models

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単一の人間実演からReal2Genで操作方策を学習し、シミュレーションで大量データを生成して流マッチング方策を訓練、実世界にゼロショット展開する。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 単一の人間による実演からロボットのマニピュレーションポリシーを学習する手法 Real2Gen を提案。 - 実演から必要な情報を抽出し、シミュレーション環境に転送。 - シミュレーション内でプログラム可能な expert agent がタスクを任意回数実演し、無限量のデータを生成。 - 生成データで flow matching policy を訓練。 - 実世界3タスクの人間実演で評価し、シミュレーションのみで訓練したポリシーを zero-shot で実世界展開。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の teleoperation や kinesthetic teaching によるロボット実演収集は退屈で時間がかかる。 - 人間の身体で直接実演すれば容易でデータも豊富だが、ロボットへの転移は非自明。 - Real2Gen は単一の人間実演から出発し、シミュレーションでデータを無限に増やせる点が新しい。 - 最近の baseline と比較して、平均成功率が 26.6% 向上。 - 訓練データの豊富さと多様性により、訓練ポリシーの汎化性能も向上。

3. 技術・手法の肝は?

- 単一の人間実演から必要な情報を抽出し、シミュレーション環境へ転送。 - シミュレーション内でプログラム可能な expert agent がタスクを任意回数実演。 - これにより無限量の訓練データを生成。 - 生成データを用いて flow matching policy を訓練。 - 訓練されたポリシーを実世界に zero-shot 展開。

4. どうやって有効だと検証した?

- 実世界3タスクの人間実演で Real2Gen を評価。 - 最近の baseline と比較。 - 平均成功率が 26.6% 向上。 - 訓練データの豊富さと多様性により汎化性能が向上。 - シミュレーションのみで訓練したポリシーを実世界に zero-shot 展開して検証。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。 - ただし、シミュレーションから実世界への zero-shot 転移が可能であること、データとコードと訓練済みモデルを公開していることが述べられている。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究: 最近の baseline(具体的名称は要旨からは不明)。 - 関連手法: imitation learning, teleoperation, kinesthetic teaching, flow matching policy。 - 同分野の定番: behavior cloning, DAgger, GAIL など。

※ 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: Nick Heppert, Minh Quang Nguyen, Abhinav Valada

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Imitation learning is a popular paradigm to teach robots new tasks, but collecting robot demonstrations through teleoperation or kinesthetic teaching is tedious and time-consuming. In contrast, directly demonstrating a task using our human embodiment is much easier and data is available in abundance, yet transfer to the robot can be non-trivial. In this work, we propose Real2Gen to train a manipulation policy from a single human demonstration. Real2Gen extracts required information from the demonstration and transfers it to a simulation environment, where a programmable expert agent can demonstrate the task arbitrarily many times, generating an unlimited amount of data to train a flow matching policy. We evaluate Real2Gen on human demonstrations from three different real-world tasks and compare it to a recent baseline. Real2Gen shows an average increase in the success rate of 26.6% and better generalization of the trained policy due to the abundance and diversity of training data. We further deploy our purely simulation-trained policy zero-shot in the real world. We make the data, code, and trained models publicly available at real2gen.cs.uni-freiburg.de.

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