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移動操作/データ収集/テレオペレーションarXiv:2603.06280

SuperSuit: スケーラブルな移動操作のための同型バイモーダルインターフェース

SuperSuit: An Isomorphic Bimodal Interface for Scalable Mobile Manipulation

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移動マニピュレータのためのデータ収集フレームワークSuperSuitを提案。テレオペレーションと能動的デモンストレーションの両モードで同一の運動学的インターフェースを共有し、データ混合を可能にする。

詳しい要約

1. どんなもの?

SuperSuitは、車輪移動マニピュレータのための同型バイモーダルインターフェースである。ロボット・イン・ザ・ループのテレオペレーションとアクティブデモンストレーションの両モードを、共有された運動学的インターフェースで実現する。両モードは構造的に同一の関節空間軌道を生成し、下流ポリシーを変更せずにデータ混合を可能にする。移動については人間の自然な踏み込みを連続的な平面ベース速度にマッピングし、離散的なコマンド切替を排除する。マニピュレーションには厳密に同型なウェアラブルアームを両モードで用い、ポリシー訓練はシフト不変のデルタ関節表現で定式化され、逆運動学なしにキャリブレーションオフセットや構造的コンプライアンスを緩和する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

既存のテレオペレーションやウェアラブルインターフェースは、固定ベースシステムと異なり、移動マニピュレータがSE(2)移動と精密マニピュレーションの連続的協調を必要とするため限界がある。SuperSuitは、両モードで構造的に同一の関節空間軌道を生成し、下流ポリシーを変更せずにデータ混合を可能にする点が優れている。また、移動で離散コマンド切替を排除し、マニピュレーションで逆運動学を不要にする。実世界実験では、アクティブモードがテレオペレーションベースライン比で2.6倍のデモスループットを示し、固定データセットサイズでテレオペレーションデータをアクティブデモに置換しても同等のポリシー性能、アクティブデータ量増加に伴う単調な性能改善を確認した。

3. 技術・手法の肝は?

SuperSuitの肝は、バイモーダルデータ収集フレームワークと共有運動学的インターフェースである。移動では人間の自然な踏み込みを連続的な平面ベース速度にマッピングし、離散コマンド切替を排除する。マニピュレーションでは両モードで厳密に同型なウェアラブルアームを使用する。ポリシー訓練はシフト不変のデルタ関節表現で定式化され、逆運動学なしにキャリブレーションオフセットと構造的コンプライアンスを緩和する。両モードが構造的に同一の関節空間軌道を生成するため、下流ポリシーを変更せずに直接データ混合が可能である。

4. どうやって有効だと検証した?

実世界の長期的移動マニピュレーションタスクで検証した。結果として、アクティブモードはテレオペレーションベースライン比で2.6倍のデモスループットを示した。固定データセットサイズでテレオペレーションデータをアクティブデモに置換しても同等のポリシー性能が得られた。アクティブデータ量の増加に伴い、性能が単調に改善した。

5. 議論はある?

収集モダリティ間で一貫した運動学的表現が、長期的移動マニピュレーションのスケーラブルなデータ獲得を可能にすることを示唆する。ただし、具体的な限界や失敗事例、他のタスクへの一般化可能性については要旨からは不明である。

6. 次に読むべき論文は?

要旨で参照/比較されている研究は明示されていない。同分野の定番として、mobile manipulationのテレオペレーション、wearable interface、imitation learning、delta-joint representation、inverse kinematicsに関する研究が挙げられる。

※ 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: Tongqing Chen, Hang Wu, Jiasen Wang, Xiaotao Li, Zhu Jin, Lu Fang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

High-quality, long-horizon demonstrations are essential for embodied AI, yet acquiring such data for tightly coupled wheeled mobile manipulators remains a fundamental bottleneck. Unlike fixed-base systems, mobile manipulators require continuous coordination between $SE(2)$ locomotion and precise manipulation, exposing limitations in existing teleoperation and wearable interfaces. We present \textbf{SuperSuit}, a bimodal data acquisition framework that supports both robot-in-the-loop teleoperation and active demonstration under a shared kinematic interface. Both modalities produce structurally identical joint-space trajectories, enabling direct data mixing without modifying downstream policies. For locomotion, SuperSuit maps natural human stepping to continuous planar base velocities, eliminating discrete command switches. For manipulation, it employs a strictly isomorphic wearable arm in both modes, while policy training is formulated in a shift-invariant delta-joint representation to mitigate calibration offsets and structural compliance without inverse kinematics. Real-world experiments on long-horizon mobile manipulation tasks show 2.6$\times$ higher demonstration throughput in active mode compared to a teleoperation baseline, comparable policy performance when substituting teleoperation data with active demonstrations at fixed dataset size, and monotonic performance improvement as active data volume increases. These results indicate that consistent kinematic representations across collection modalities enable scalable data acquisition for long-horizon mobile manipulation.

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