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報酬モデリングarXiv:2603.02115

Robometer:軌道比較による汎用ロボット報酬モデルのスケーリング

Robometer: Scaling General-Purpose Robotic Reward Models via Trajectory Comparisons

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軌道内の進捗監督と軌道間の選好監督を組み合わせた報酬モデルを提案し、100万軌道のデータセットで学習することで、汎用性の高い報酬関数を実現した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 汎用ロボット報酬モデル **Robometer** を提案。 - 従来は expert demonstration から絶対的な task progress を予測する局所的・frame-level 監督が主流。 - 失敗や準最適 trajectory が大量にある大規模データにはスケールしにくい問題に対処。 - intra-trajectory の progress 監督と inter-trajectory の preference 監督を組み合わせる。 - 100万超の trajectory からなる **RBM-1M** データセットも整備。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の絶対 progress 予測型 reward model は expert データには有効だが、失敗・準最適データへのスケールが悪い。 - 密な progress ラベル付与が曖昧になる問題を、trajectory 間比較の preference 監督で補う。 - 実データと augmented failed trajectory の両方から効果的に学習可能。 - 複数の benchmark と実世界評価で、prior 手法より汎化する reward function を学習。 - 多様な下流タスクでロボット学習性能を改善。

3. 技術・手法の肝は?

- 二重目的で学習する reward modeling framework。 - frame-level progress loss: expert データ上で reward の大きさを anchor する。 - trajectory-comparison preference loss: 同一タスク内の trajectory 間に大域的な順序制約を与える。 - これにより real および augmented failed trajectory からも学習可能。 - 大規模化のため、多様な robot embodiment とタスクを含む **RBM-1M** を整備。

4. どうやって有効だと検証した?

- 複数の benchmark で評価。 - 実世界評価も実施。 - prior 手法より汎化する reward function を学習することを確認。 - 多様な下流アプリケーションでロボット学習性能が向上。 - コード・モデル重み・動画を公開。

5. 議論はある?

- 失敗・準最適 trajectory が多い大規模データでの reward learning のスケーラビリティを議論。 - 密な progress ラベル付与の曖昧さを preference 監督で補う設計を提示。 - 実データと augmented failed trajectory の併用の有効性を示唆。 - 具体的な限界や失敗事例、計算コストなどの詳細は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照・比較されている個別研究は明示されていない。 - 関連手法として、absolute task progress を予測する reward model、preference-based reward modeling、trajectory comparison を用いる手法が挙げられる。 - 同分野の定番として、robot learning における reward modeling や imitation learning、RLHF 系の preference learning を参照するとよい。

※ 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: Anthony Liang, Yigit Korkmaz, Jiahui Zhang, Minyoung Hwang, Abrar Anwar, Sidhant Kaushik, Aditya Shah, Alex S. Huang, Luke Zettlemoyer, Dieter Fox, Yu Xiang, Anqi Li, Andreea Bobu, Abhishek Gupta, Stephen Tu, Erdem Biyik, Jesse Zhang

分類: cs.RO, cs.AI, cs.LG

原文アブストラクト

General-purpose robot reward models are typically trained to predict absolute task progress from expert demonstrations, providing only local, frame-level supervision. While effective for expert demonstrations, this paradigm scales poorly to large-scale robotics datasets where failed and suboptimal trajectories are abundant and assigning dense progress labels is ambiguous. We introduce Robometer, a scalable reward modeling framework that combines intra-trajectory progress supervision with inter-trajectory preference supervision. Robometer is trained with a dual objective: a frame-level progress loss that anchors reward magnitude on expert data, and a trajectory-comparison preference loss that imposes global ordering constraints across trajectories of the same task, enabling effective learning from both real and augmented failed trajectories. To support this formulation at scale, we curate RBM-1M, a reward-learning dataset comprising over one million trajectories spanning diverse robot embodiments and tasks, including substantial suboptimal and failure data. Across benchmarks and real-world evaluations, Robometer learns more generalizable reward functions than prior methods and improves robot learning performance across a diverse set of downstream applications. Code, model weights, and videos at https://robometer.github.io/.

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