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データ生成/世界モデルarXiv:2606.02577

RoboDream: スケーラブルなロボットデータ合成のための構成的世界モデル

RoboDream: Compositional World Models for Scalable Robot Data Synthesis

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ロボット学習のための大規模データ生成を実現する、エンボディメント中心の世界モデルを提案。実ロボットの動作をレンダリングし、シーンや物体の事前知識を条件付けすることで、物理的に実現可能なフォトリアリスティックなデモを合成し、データスケーリングを可能にする。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ロボット学習のための大規模・多様なデモンストレーションを合成する手法 - 実世界のteleoperationによるデータ収集は高コストで時間がかかる問題を解決 - 新規物体・新規シーン・新規視点からphotorealisticなデモを生成するembodiment-centric world model - 生成をレンダリングされたロボット運動にアンカーし、明示的なsceneとobjectのpriorで条件付け - 軌道実行と環境合成を分離する定式化 - 2つのデータスケーリング能力を提案: retrieval and rebirth、prop-free teleoperation

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存のvideo diffusionモデルによるデータ拡張は表面的な視覚拡張に限定されることが多い - 既存手法はembodiment hallucinationsを起こし、物理的に不可能な運動を生成する問題があった - 本手法はembodiment-centricなworld modelにより、物理的に実現可能な運動を維持 - レンダリングされたロボット運動に生成をアンカーすることで、embodiment hallucinationsを回避 - 新規物体・新規シーン・新規視点でのphotorealisticなデモ生成を実現

3. 技術・手法の肝は?

- 生成をレンダリングされたrobot motionにアンカーする - 明示的なsceneとobjectのpriorに条件付けする - これによりtrajectory executionとenvironment synthesisを効果的に分離 - retrieval and rebirth: 既存の軌道を新しいコンテキストに再利用し、新しい運動データなしで再生成 - prop-free teleoperation: オペレータが空気を操作し、モデルが後から対象物体とシーンをhallucinateする - これによりreset timeを排除

4. どうやって有効だと検証した?

- 実世界実験で検証 - 生成データが下流のpolicy performanceを一貫して改善することを示す - 多様なmanipulationタスクにおいて、実世界データ要件を大幅に削減することを示す - 具体的なタスク名や評価指標は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 本手法の定式化により2つのデータスケーリング能力が可能になる可能性を提示 - retrieval and rebirthとprop-free teleoperationの有効性を主張 - 実世界実験でpolicy performance改善とデータ要件削減を示す - 限界や失敗ケース、計算コスト、一般化可能性の議論は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究: video diffusion models、既存のgenerative approaches - 関連手法: teleoperation、video diffusion、world model - 同分野の定番: robot learning、data synthesis、policy learning - 具体的な論文名は要旨からは不明

※ 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: Junjie Ye, Rong Xue, Basile Van Hoorick, Runhao Li, Harshitha Rajaprakash, Pavel Tokmakov, Muhammad Zubair Irshad, Vitor Guizilini, Yue Wang

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Scaling robot learning requires large-scale, diverse demonstrations, yet real-world data collection via teleoperation remains prohibitively expensive and time-consuming. While video diffusion models offer a promising avenue for data scaling, existing generative approaches are often limited to superficial visual augmentation, or suffer from embodiment hallucinations that yield physically infeasible motions. We present a generalizable embodiment-centric world model that achieves scalable data generation by synthesizing photorealistic demonstrations with novel objects, in novel scenes, and from novel viewpoints. Our approach anchors generation to rendered robot motion while conditioning on explicit scene and object priors, effectively decoupling trajectory execution from environment synthesis. This formulation has the potential to unlock two powerful data scaling capabilities: (1) retrieval and rebirth, which repurposes existing trajectories into entirely new contexts without new motion data; and (2) prop-free teleoperation, where operators manipulate empty air and the model hallucinates the target objects and scene afterwards, eliminating reset time. We demonstrate with real-world experiments that our generated data consistently improves downstream policy performance and significantly reduces real-world data requirements across diverse manipulation tasks.

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