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ワールドモデル/sim2realarXiv:2603.15759

シミュレーション蒸留:実世界への迅速な適応のためのシミュレーションでのワールドモデル事前学習

Simulation Distillation: Pretraining World Models in Simulation for Rapid Real-World Adaptation

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物理シミュレータから得た行動条件付き経験をワールドモデルに蒸留し、実世界ではエンコーダ等を固定して潜在ダイナミクスのみを更新することで、接触を伴う操作や歩行タスクで迅速な適応を実現する手法を提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ロボット学習のための新しいフレームワークSimulation Distillation (SimDist)を提案。 - 物理シミュレータを活用して、行動条件付きのロボット経験を大規模に生成し、世界モデルを事前学習する。 - 実世界の生観測から計画を可能にし、実世界適応時にはエンコーダ、報酬モデル、価値関数を転移し、潜在ダイナミクスモデルのみを更新する。 - 接触の多い操作タスクや四足歩行タスクにおいて、経験から迅速に改善することを示す。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のエンドツーエンドのポリシーファインチューニングは、長期的で接触の多いタスクでは非効率的で脆い。 - 実世界で行動条件付き世界モデルを訓練するには、多様なデータを非現実的な規模で必要とする。 - SimDistはシミュレータをスケーラブルな経験源として利用し、実世界適応を監督付きシステム同定に還元することで、迅速な改善を実現。 - 先行の適応手法がオンラインファインチューニング中に進歩しないか劣化するのに対し、SimDistは迅速に改善する。

3. 技術・手法の肝は?

- 事前学習段階で、物理シミュレータから構造的な事前分布を世界モデルに蒸留し、実世界の生観測からの計画を可能にする。 - 実世界適応段階では、シミュレーションで学習したエンコーダ、報酬モデル、価値関数を転移し、潜在ダイナミクスモデルのみを実世界の予測損失で更新する。 - これにより、適応を監督付きシステム同定に還元しつつ、オンライン改善のための密で長期的な計画信号を保持する。

4. どうやって有効だと検証した?

- 接触の多い操作タスクと四足歩行タスクにおいて、SimDistが経験から迅速に改善することを示した。 - 先行の適応手法はオンラインファインチューニング中に進歩しないか劣化するのに対し、SimDistは迅速に改善することを確認。 - プロジェクトウェブサイトとコードが公開されている。

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/比較されている研究は明示されていないが、関連手法として世界モデル、オンライン計画、シミュレーションからの転移学習、システム同定、モデルベース強化学習が挙げられる。

※ 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: Jacob Levy, Tyler Westenbroek, Kevin Huang, Fernando Palafox, Patrick Yin, Shayegan Omidshafiei, Dong-Ki Kim, Abhishek Gupta, David Fridovich-Keil

分類: cs.RO, cs.AI, cs.LG

原文アブストラクト

Robot learning requires adaptation methods that improve reliably from limited, mixed-quality interaction data. This is especially challenging in long-horizon, contact-rich tasks, where end-to-end policy finetuning remains inefficient and brittle. World models offer a compelling alternative: by predicting the outcomes of candidate action sequences, they enable online planning through counterfactual reasoning. However, training action-conditioned robotic world models directly in the real world requires diverse data at impractical scale. We introduce Simulation Distillation (SimDist), a framework that uses physics simulators as a scalable source of action-conditioned robot experience. During pretraining, SimDist distills structural priors from the simulator into a world model that enables planning from raw real-world observations. During real-world adaptation, SimDist transfers the encoder, reward model, and value function learned in simulation, and updates only the latent dynamics model using real-world prediction losses. This reduces adaptation to supervised system identification while preserving dense, long-horizon planning signals for online improvement. Across contact-rich manipulation and quadruped locomotion tasks, SimDist rapidly improves with experience, while prior adaptation methods struggle to make progress or degrade during online finetuning. Project website and code: https://sim-dist.github.io

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