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ロボット制御arXiv:2604.03540

ドリフトベース方策最適化:オンラインロボット制御のためのネイティブ一段階方策学習

Drift-Based Policy Optimization: Native One-Step Policy Learning for Online Robot Control

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多段階生成方策の推論コストを削減するため、固定点ドリフト目的で訓練時に反復精錬を内部化した一段階生成方策(DBP)と、そのオンラインRLフレームワーク(DBPO)を提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ロボット制御のための新しい生成ポリシー学習フレームワーク - 多段階の生成ポリシー(例:diffusion policy)は高性能だが、推論時に多段階のdenoisingが必要で計算コストが高い - 提案手法は、推論時の反復を訓練時に移行し、1ステップで生成可能なポリシーを実現 - 2段階のアプローチ:Drift-Based Policy (DBP) と Drift-Based Policy Optimization (DBPO) - オフライン模倣学習、オンラインファインチューニング、実世界制御に適用可能

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の多段階生成ポリシー(diffusion policyなど)と比較して、推論速度が最大100倍高速 - 多段階diffusion policyと同等以上の性能を達成 - 既存の1ステップベースラインを困難なmanipulationベンチマークで一貫して上回る - オンラインRL設定で安定したポリシー改善を実現 - 実世界のdual-arm robotで105.2 Hzの高周波制御を実証

3. 技術・手法の肝は?

- 第一段階:Drift-Based Policy (DBP) - fixed-point drifting objectivesを活用し、反復的な洗練をモデルパラメータに内部化 - 設計により1ステップ生成バックボーンを実現しつつ、マルチモーダル行動モデリング能力を保持 - 第二段階:Drift-Based Policy Optimization (DBPO) - 事前学習済みバックボーンに互換性のある確率的インターフェースを付与 - 1ステップ展開特性を犠牲にせず、安定したon-policy更新を可能にするオンラインRLフレームワーク

4. どうやって有効だと検証した?

- 広範な実験を実施 - オフライン模倣学習、オンラインファインチューニング、実世界制御シナリオで有効性を検証 - DBPは多段階diffusion policyと同等以上の性能を示し、最大100倍高速な推論を達成 - 困難なmanipulationベンチマークで既存の1ステップベースラインを上回る - DBPOはオンライン設定で効果的かつ安定したポリシー改善を実現 - 実世界のdual-arm robotで105.2 Hzの信頼性の高い高周波制御を実証

5. 議論はある?

- 要旨からは不明 - 具体的な議論や限界については言及されていない

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究:multi-step generative policies, diffusion policies, one-step baselines - 関連手法:Drift-Based Policy (DBP), Drift-Based Policy Optimization (DBPO) - 同分野の定番:diffusion policy, reinforcement learning for robot control

※ 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: Yuxuan Gao, Yedong Shen, Shiqi Zhang, Wenhao Yu, Yifan Duan, Jia pan, Jiajia Wu, Jiajun Deng, Yanyong Zhang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Although multi-step generative policies achieve strong performance in robotic manipulation by modeling multimodal action distributions, they require multi-step iterative denoising at inference time. Each action therefore needs tens to hundreds of network function evaluations (NFEs), making them costly for high-frequency closed-loop control and online reinforcement learning (RL). To address this limitation, we propose a two-stage framework for native one-step generative policies that shifts refinement from inference to training. First, we introduce the Drift-Based Policy (DBP), which leverages fixed-point drifting objectives to internalize iterative refinement into the model parameters, yielding a one-step generative backbone by design while preserving multimodal action modeling capacity. Second, we develop Drift-Based Policy Optimization (DBPO), an online RL framework that equips the pretrained backbone with a compatible stochastic interface, enabling stable on-policy updates without sacrificing the one-step deployment property. Extensive experiments demonstrate the effectiveness of the proposed framework across offline imitation learning, online fine-tuning, and real-world control scenarios. DBP matches or exceeds the performance of multi-step diffusion policies while achieving up to $100\times$ faster inference. It also consistently outperforms existing one-step baselines on challenging manipulation benchmarks. Moreover, DBPO enables effective and stable policy improvement in online settings. Experiments on a real-world dual-arm robot demonstrate reliable high-frequency control at 105.2 Hz.

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