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sim2realarXiv:2602.23253

SPARR: 実世界の非対称残差を組み合わせたシミュレーション方策による組立

SPARR: Simulation-based Policies with Asymmetric Real-world Residuals for Assembly

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シミュレーションで訓練した基本方策と実世界で学習する残差方策を組み合わせ、sim-to-realギャップを埋めて組立タスクの成功率とサイクルタイムを改善した手法。

詳しい要約

1. どんなもの?

シミュレーションで訓練したbase policyと実世界で学習するresidual policyを組み合わせたロボット組立手法SPARRを提案。base policyは低次元状態とdense rewardで訓練され初期挙動の強いpriorを与え、residual policyは視覚観測とsparse rewardで実世界の動力学差やセンサノイズを補償する。実世界実験で2部品組立タスクにおいてほぼ完全な成功率を達成。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

従来のzero-shot sim-to-real手法と比べ成功率を38.4%向上、サイクルタイムを29.7%短縮。また、人間の監督に大きく依存するstate-of-the-artの実世界RL手法と異なり、人間の専門知識を必要としない点が優れている。

3. 技術・手法の肝は?

シミュレーションで低次元状態観測とdense rewardを用いてbase policyを訓練し、実世界では視覚観測とsparse rewardを用いてresidual policyを学習。base policyが初期挙動のpriorを提供し、residual policyが動力学の不一致やセンサノイズを補償するハイブリッドアプローチ。

4. どうやって有効だと検証した?

多様な2部品組立タスクにおいて実世界実験を実施。SPARRがほぼ完全な成功率を達成し、state-of-the-artのzero-shot sim-to-real手法と比較して成功率38.4%向上、サイクルタイム29.7%短縮を確認。

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state-of-the-artのzero-shot sim-to-real手法および実世界RL手法。具体的な論文名は要旨からは不明。

※ 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: Yijie Guo, Iretiayo Akinola, Lars Johannsmeier, Hugo Hadfield, Abhishek Gupta, Yashraj Narang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Robotic assembly presents a long-standing challenge due to its requirement for precise, contact-rich manipulation. While simulation-based learning has enabled the development of robust assembly policies, their performance often degrades when deployed in real-world settings due to the sim-to-real gap. Conversely, real-world reinforcement learning (RL) methods avoid the sim-to-real gap, but rely heavily on human supervision and lack generalization ability to environmental changes. In this work, we propose a hybrid approach that combines a simulation-trained base policy with a real-world residual policy to efficiently adapt to real-world variations. The base policy, trained in simulation using low-level state observations and dense rewards, provides strong priors for initial behavior. The residual policy, learned in the real world using visual observations and sparse rewards, compensates for discrepancies in dynamics and sensor noise. Extensive real-world experiments demonstrate that our method, SPARR, achieves near-perfect success rates across diverse two-part assembly tasks. Compared to the state-of-the-art zero-shot sim-to-real methods, SPARR improves success rates by 38.4% while reducing cycle time by 29.7%. Moreover, SPARR requires no human expertise, in contrast to the state-of-the-art real-world RL approaches that depend heavily on human supervision.

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