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ナビゲーションarXiv:2603.06190

DreamToNav: 生成ビデオ計画によるロボットの汎用ナビゲーション

DreamToNav: Generalizable Navigation for Robots via Generative Video Planning

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生成ビデオモデルを計画エンジンとして使い、自然言語指示からロボットの動作を合成し、その映像から軌道を抽出して実機で実行するナビゲーションフレームワークを提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 生成ビデオモデルをロボットのナビゲーション計画に用いる自律ロボットフレームワーク DreamToNav を提案。 - ユーザは自然言語プロンプト(例: "Follow the person carefully")を与え、システムが実行可能な動作に変換。 - パイプラインは Qwen 2.5-VL-7B-Instruct による指示の精密化、NVIDIA Cosmos 2.5 による物理的に整合するビデオ生成、視覚的 pose estimation・robot detection・trajectory recovery による運動学的経路抽出から成る。 - 車輪移動ロボットと四脚ロボットの屋内ナビゲーションで評価。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の rigid waypoint navigation ではなく、自然言語プロンプトから直接動作を生成する human-in-the-loop 制御を実現。 - タスク固有のエンジニアリングを必要とせず、障害物回避と目標指向ナビゲーションを統一フレームワークで扱う。 - ビデオ生成を planning engine として扱い、ロボットが実行前に複雑な振る舞いを視覚的に "dream" できる点が新しい。 - 異なる locomotion platform(車輪型・四脚型)で動作することを示した。

3. 技術・手法の肝は?

- まず Qwen 2.5-VL-7B-Instruct で曖昧なユーザ指示を精密な視覚記述に変換。 - その記述を条件として NVIDIA Cosmos 2.5(video foundation model)がロボットがタスクを行う物理的に整合するビデオ列を合成。 - 合成ビデオから visual pose estimation、robot detection、trajectory recovery を用いて有効な kinematic path を抽出。 - 抽出経路を実機で実行することで、生成ビデオを計画エンジンとして利用。

4. どうやって有効だと検証した?

- 車輪移動ロボットと四脚ロボットの屋内ナビゲーションタスクで評価。 - 成功率 76.7%、最終目標誤差は通常 0.05–0.10 m、軌道追従誤差は 0.15 m 未満。 - 生成ビデオ予測から抽出した軌道が異なる locomotion platform の実機で信頼性高く実行できることを示した。

5. 議論はある?

- 生成ビデオ予測から抽出した軌道が実機で実行可能であることを実証。 - タスク固有エンジニアリング不要で障害物回避と目標指向ナビゲーションを統合できる可能性を示唆。 - 限界や失敗事例、計算コスト、リアルタイム性、安全性に関する議論は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- Qwen 2.5-VL-7B-Instruct - NVIDIA Cosmos 2.5 - 関連手法として video foundation model を用いた planning、visual pose estimation、trajectory recovery、human-in-the-loop navigation の研究。 - 具体的な参照論文は要旨からは不明。

※ 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: Valerii Serpiva, Jeffrin Sam, Chidera Simon, Hajira Amjad, Iana Zhura, Artem Lykov, Dzmitry Tsetserukou

分類: cs.RO

原文アブストラクト

We present DreamToNav, a novel autonomous robot framework that uses generative video models to enable intuitive, human-in-the-loop control. Instead of relying on rigid waypoint navigation, users provide natural language prompts (e.g. ``Follow the person carefully''), which the system translates into executable motion. Our pipeline first employs Qwen 2.5-VL-7B-Instruct to refine vague user instructions into precise visual descriptions. These descriptions condition NVIDIA Cosmos 2.5, a state-of-the-art video foundation model, to synthesize a physically consistent video sequence of the robot performing the task. From this synthetic video, we extract a valid kinematic path using visual pose estimation, robot detection and trajectory recovery. By treating video generation as a planning engine, DreamToNav allows robots to visually "dream" complex behaviors before executing them, providing a unified framework for obstacle avoidance and goal-directed navigation without task-specific engineering. We evaluate the approach on both a wheeled mobile robot and a quadruped robot in indoor navigation tasks. DreamToNav achieves a success rate of 76.7%, with final goal errors typically within 0.05-0.10 m and trajectory tracking errors below 0.15 m. These results demonstrate that trajectories extracted from generative video predictions can be reliably executed on physical robots across different locomotion platforms.

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