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強化学習arXiv:2605.12416

最適Qガイダンスによるフローマップポリシーの整合

Aligning Flow Map Policies with Optimal Q-Guidance

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拡散やフローマッチングに基づく生成ポリシーの推論コストを削減するため、任意のジャンプ(1ステップを含む)を学習するフローマップポリシーを提案し、オフラインからオンラインへの強化学習において、批評家のQ値に基づく信頼領域最適化で適応させる手法を導入した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 拡散モデルやflow matchingに基づく生成的ポリシーは複雑な制御問題に適するが、推論コストが高い。 - 本研究では、flow map policiesを導入し、任意サイズのジャンプ(1ステップ含む)を学習することで高速な行動生成を実現。 - offline-to-online RLに適用し、オンライン適応をtrust-region最適化問題として定式化。 - 理論的にFLOW MAP Q-GUIDANCE (FMQ)を導出し、Q-GUIDED BEAM SEARCH (QGBS)を提案。 - OGBenchとRoboMimicの12タスクで評価し、MVPを21.3%上回る成功率を達成。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のflow-basedポリシーは多ステップの生成が必要で推論遅延が大きい。 - 既存の1ステップポリシーMVPと比較して、平均成功率で21.3%の相対改善を達成。 - オフラインからオンラインへのRLにおいて、state-of-the-art性能を実現。 - 理論的に最適な学習ターゲットを導出し、信頼領域制約下での適応を可能にした点が新しい。

3. 技術・手法の肝は?

- flow map policies: 既存のflow-basedポリシーの生成ダイナミクスを任意サイズのジャンプで学習。 - オンライン適応をtrust-region最適化問題として定式化し、criticのQ値を改善しつつオフラインポリシーに近づける。 - FLOW MAP Q-GUIDANCE (FMQ): 閉形式の学習ターゲットを理論的に導出。 - Q-GUIDED BEAM SEARCH (QGBS): renoisingとbeam searchを組み合わせた確率的サンプラーで、推論時の反復改善を可能にする。

4. どうやって有効だと検証した?

- OGBenchとRoboMimicから12の挑戦的なロボットマニピュレーションとロコモーションタスクで評価。 - offline-to-online RLの設定で、FMQがstate-of-the-art性能を達成。 - 平均成功率でMVPを21.3%上回る相対改善を確認。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- MVP (previous one-step policy) - diffusion policies - flow matching - OGBench - RoboMimic

※ 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: Christos Ziakas, Alessandra Russo, Avishek Joey Bose

分類: cs.LG

原文アブストラクト

Generative policies based on expressive model classes, such as diffusion and flow matching, are well-suited to complex control problems with highly multimodal action distributions. Their expressivity, however, comes at a significant inference cost: generating each action typically requires simulating many steps of the generative process, compounding latency across sequential decision-making rollouts. We introduce flow map policies, a novel class of generative policies designed for fast action generation by learning to take arbitrary-size jumps including one-step jumps-across the generative dynamics of existing flow-based policies. We instantiate flow map policies for offline-to-online reinforcement learning (RL) and formulate online adaptation as a trust-region optimization problem that improves the critic's Q-value while remaining close to the offline policy. We theoretically derive FLOW MAP Q-GUIDANCE (FMQ), a principled closed-form learning target that is optimal for adapting offline flow map policies under a critic-guided trust-region constraint. We further introduce Q-GUIDED BEAM SEARCH (QGBS), a stochastic flow-map sampler that combines renoising with beam search to enable iterative inference-time refinement. Across 12 challenging robotic manipulation and locomotion tasks from OGBench and RoboMimic, FMQ achieves state-of-the-art performance in offline-to-online RL, outperforming the previous one-step policy MVP by a relative improvement of 21.3% on the average success rate.

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