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ロボットポリシーarXiv:2606.03847

ノイズ除去が再計画のタイミングを教える:フローベースロボットポリシーのためのノイズ除去分散適応チャンキング

Denoising Tells When to Replan: Denoising-Variance Adaptive Chunking for Flow-Based Robot Policies

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フローベースのロボットポリシーにおいて、ノイズ除去過程の分散を監視し、安定した動作部分だけを実行して高分散の接触・精密動作前に再計画する適応的チャンキング手法DVACを提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- flow-based robot policy の推論戦略である action chunking において、実行ホライズンを固定値ではなく適応的に決める test-time 手法 DVAC を提案。 - denoising 過程の clean-action estimates の分散がタスク位相の内在的信号になることを示す。 - 予測可能な free-space motion では安定、contact-rich や precision-sensitive な操作では変動が大きい性質を利用。 - 低分散の prefix を実行し、高分散の未来行動を commit する前に replan する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の action chunking は実行ホライズンを経験的な固定値としており、タスク位相ごとに必要な replanning 頻度が異なる点を無視していた。 - DVAC は denoising 分散という内在的信号を用いて、test-time に適応的に chunk 長を決める点が新しい。 - 固定 horizon と比べ、task success を向上させつつ replanning 頻度を削減できることを示す。 - 要旨からは、他の adaptive chunking 手法との直接比較の詳細は不明。

3. 技術・手法の肝は?

- flow-based policy の denoising 最終ステップ群における clean-action estimates の variance を測定する。 - 安定した低分散 prefix のみを実行し、高分散な未来行動の前に replan する。 - タスクや rollout をまたいで転移するため、局所分散スケールの rolling estimate で threshold を calibration する。 - これにより固定 horizon ではなく、位相に応じた実行長を test-time に決定する。

4. どうやって有効だと検証した?

- LIBERO, RoboTwin, CALVIN, および real-world manipulation で実験。 - π_{0.5}-based policy を用い、LIBERO success を 94.75% から 98.00% に改善。 - replanning を 43.0% 削減。 - RoboTwin と CALVIN でも aggregate gains を得て、real-world execution efficiency も改善。

5. 議論はある?

- denoising 分散がタスク位相の内在的信号であるという観察に基づく。 - 低分散 prefix 実行と高分散前 replan という設計の有効性が示唆される。 - threshold calibration を rolling estimate で行うことで転移性を確保。 - 要旨からは、失敗ケースや限界、計算コストなどの議論は不明。

6. 次に読むべき論文は?

- flow-based robot policy の代表的手法(例: π_{0.5} などの flow matching 系 policy)。 - action chunking の関連研究(例: ACT, diffusion policy 系の chunking)。 - ベンチマークとして LIBERO, RoboTwin, CALVIN を用いた manipulation 研究。 - 要旨で参照/比較されている個別論文は明示されていないため、上記は同分野の関連手法・データセットを一般名で挙げたもの。

※ 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: Xiangdong Feng, Yuxuan Cheng, Chen Shi, Boyao Han, Yuxuan Yan, Yitong Hong, Zhuotao Tian, Li Jiang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Action chunking has become a common inference strategy for flow-based robot policies, improving action coherence by modeling multi-step temporal dependencies in demonstrations. However, the execution horizon is still typically set as an empirical fixed value, overlooking that predictable free-space motions and precision-critical interaction phases often require different replanning frequencies. In this work, we first show that the denoising process of flow-based policies contains an intrinsic signal of task phases: clean-action estimates remain stable during predictable motion phases, but fluctuate more strongly around contact-rich or precision-sensitive operations. Motivated by this observation, we propose DVAC (Denoising-Variance Adaptive Chunking), a test-time method that adaptively determines how many actions to execute from each predicted chunk. DVAC measures the variance of clean-action estimates over the final denoising steps, executes the stable low-variance prefix, and replans before high-variance future actions are committed. To transfer across tasks and rollouts, DVAC further calibrates the threshold with a rolling estimate of the local variance scale. Experiments on LIBERO, RoboTwin, CALVIN, and real-world manipulation show that DVAC improves task success while reducing replanning frequency. With a $\pi_{0.5}$-based policy, DVAC improves LIBERO success from 94.75% to 98.00% and reduces replanning by 43.0%, while also yielding aggregate gains on RoboTwin and CALVIN and improving real-world execution efficiency.

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