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プランニングarXiv:2603.02646

推論時拡散スケーリングによる合成的視覚プランニング

Compositional Visual Planning via Inference-Time Diffusion Scaling

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短時間の動画拡散モデルを組み合わせて長時間のロボットプランを生成する際、ノイズ付き中間状態ではなく推定クリーンデータ(Tweedie推定)で境界整合性を強制する新しい推論手法を提案し、追加学習なしで未見の開始・目標組み合わせに一般化できることを示した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 長期的なロボット計画を、短期的なvideo diffusion modelを組み合わせて実現する手法。 - 推論時にTweedie estimates上で境界一致を強制する。 - 訓練不要で、未見のstart-goal組み合わせに汎化する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存のcompositional approachは各chunkを別々にdenoiseし、overlap領域を平均するため、noisy data spaceでfactorization仮定が崩れ不安定。 - 提案法はclean data(Tweedie estimates)上で境界一致を強制し、安定なglobal planを生成。 - 追加訓練なしで既存baselineを大幅に改善。

3. 技術・手法の肝は?

- 長期的計画をoverlapping video chunksのchain-structured factor graph上の推論として定式化。 - 事前学習済みshort-horizon video diffusion modelが局所priorを提供。 - 推論時にsynchronousとasynchronousなmessage passingを組み合わせ、Tweedie estimates上で境界一致を実現。 - 訓練不要のフレームワーク。

4. どうやって有効だと検証した?

- 既存baselineと比較し、大幅な改善を実証。 - 元の訓練データにない未見のstart-goal組み合わせへの汎化を確認。 - 詳細な実験設定は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- 既存手法の不安定性はnoisy data spaceでのfactorization仮定の破綻に起因すると議論。 - Tweedie estimates上での境界一致が安定なcompositional generationの鍵と主張。 - 計算制約や訓練データ不足といった長期的タスクの課題に言及。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている既存のcompositional approach(具体的名称は要旨からは不明)。 - 関連手法としてshort-horizon video diffusion models、factor graph、message passing、Tweedie estimates。 - 同分野の定番としてDiffusion Policy、Decision Diffuserなどが考えられるが、要旨に明示なし。

※ 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: Yixin Zhang, Yunhao Luo, Utkarsh Aashu Mishra, Woo Chul Shin, Yongxin Chen, Danfei Xu

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Diffusion models excel at short-horizon robot planning, yet scaling them to long-horizon tasks remains challenging due to computational constraints and limited training data. Existing compositional approaches stitch together short segments by separately denoising each component and averaging overlapping regions. However, this suffers from instability as the factorization assumption breaks down in noisy data space, leading to inconsistent global plans. We propose that the key to stable compositional generation lies in enforcing boundary agreement on the estimated clean data (Tweedie estimates) rather than on noisy intermediate states. Our method formulates long-horizon planning as inference over a chain-structured factor graph of overlapping video chunks, where pretrained short-horizon video diffusion models provide local priors. At inference time, we enforce boundary agreement through a novel combination of synchronous and asynchronous message passing that operates on Tweedie estimates, producing globally consistent guidance without requiring additional training. Our training-free framework demonstrates significant improvements over existing baselines, effectively generalizing to unseen start-goal combinations that were not present in the original training data. Project website: https://comp-visual-planning.github.io/

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