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マニピュレーションarXiv:2603.27012

UMI-Underwater: 水中テレオペレーションなしで水中マニピュレーションを学習する

UMI-Underwater: Learning Underwater Manipulation without Underwater Teleoperation

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自己教師ありデータ収集と陸上デモからの知識転移により、水中ロボットの把持を学習するシステムを提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 水中ロボット把持のためのシステム - 自己教師ありデータ収集パイプラインで水中把持デモを自律収集 - 陸上人間デモからdepth-based affordance表現を介して把持知識を転移 - 照明・色シフトに頑健で、陸上から水中へのドメインギャップを橋渡し - 陸上ハンドヘルドデモで訓練したaffordanceモデルを幾何学的アライメントで水中にゼロショット展開 - affordance-conditioned diffusion policyを水中デモで訓練し制御行動を生成

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来は水中把持が困難 - 劣化・変動の激しい画像 - 多様な水中デモ収集の高コスト - 本研究の優位性 - 水中テレオペレーション不要 - 自己教師ありで水中把持デモを自律収集 - 陸上人間デモをdepth-based affordanceで転移し、照明・色シフトに頑健 - 陸上のみで見た物体への汎化を実現 - RGB-onlyベースラインを上回る

3. 技術・手法の肝は?

- 自己教師ありデータ収集パイプラインで水中把持デモを自律収集 - 陸上ハンドヘルドデモでaffordanceモデルを訓練 - depth-based affordance表現で陸上→水中のドメインギャップを橋渡し - 幾何学的アライメントによりaffordanceモデルを水中にゼロショット展開 - affordance-conditioned diffusion policyを水中デモで訓練し制御行動を生成

4. どうやって有効だと検証した?

- プール実験で検証 - 把持性能と背景シフトへの頑健性が向上 - 陸上データのみで見た物体への汎化を確認 - RGB-onlyベースラインを上回る性能を確認

5. 議論はある?

- 要旨からは不明 - 限界、失敗事例、計算コスト、実世界適用の議論は記載なし

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究 - RGB-onlyベースライン - 関連手法 - diffusion policy - affordance learning - self-supervised data collection - sim-to-real transfer - domain adaptation

※ 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: Hao Li, Long Yin Chung, Jack Goler, Ryan Zhang, Xiaochi Xie, Huy Ha, Shuran Song, Mark Cutkosky

分類: cs.RO, cs.AI

原文アブストラクト

Underwater robotic grasping is difficult due to degraded, highly variable imagery and the expense of collecting diverse underwater demonstrations. We introduce a system that (i) autonomously collects successful underwater grasp demonstrations via a self-supervised data collection pipeline and (ii) transfers grasp knowledge from on-land human demonstrations through a depth-based affordance representation that bridges the on-land-to-underwater domain gap and is robust to lighting and color shift. An affordance model trained on on-land handheld demonstrations is deployed underwater zero-shot via geometric alignment, and an affordance-conditioned diffusion policy is then trained on underwater demonstrations to generate control actions. In pool experiments, our approach improves grasping performance and robustness to background shifts, and enables generalization to objects seen only in on-land data, outperforming RGB-only baselines. Code, videos, and additional results are available at https://umi-under-water.github.io.

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