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ロボットポリシーarXiv:2606.11408

チャンクベースロボットポリシーのための動的実行ホライズン予測

Dynamic Execution Horizon Prediction for Chunk-based Robot Policies

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固定実行ホライズンに依存するチャンクベースのロボットポリシーに対し、強化学習で軽量な実行ホライズン予測ブランチを学習し、事前学習済みポリシーを凍結したまま動的に実行長を調整する手法を提案。高精度・長時間タスクの成功率を大幅に向上させた。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 現代のrobot policiesで標準的なaction chunkingは、固定のexecution horizonでaction列を実行する。 - しかし固定horizonはopen-loop実行となり、fine-grained manipulationで頻繁なreplanningが必要な場合に問題となる。 - 本研究はDynamic Execution Horizon Prediction (DEHP)を提案する。 - pretrained chunk policyを完全にfrozenに保ち、軽量なexecution-horizon prediction branchをonline reinforcement learningで訓練する。 - black-box chunk policiesに互換で、execution horizonの適応効果をaction generatorの変更から分離できる。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のaction chunkingは固定execution horizonを前提とし、経験的tuningに依存しタスク依存性が高い。 - DEHPはhorizonを動的に予測し、open-loop chunk実行の効率とclosed-loop single-step controlの反応性を両立する。 - pretrained chunk policyをfrozenに保つため、black-box policiesに適用可能。 - horizon適応の効果をaction generatorの変更から切り離して評価できる点が新しい。 - 高精度・long-horizon manipulationタスクで成功率を大幅に改善。

3. 技術・手法の肝は?

- 軽量なexecution-horizon prediction branchをonline reinforcement learningで訓練する。 - pretrained chunk policyは完全にfrozenに保つ。 - これによりblack-box chunk policiesと互換性を持つ。 - horizon適応の効果をaction generatorの変更から分離する。 - fine-grained段階では短いhorizon、free-space motionでは長いhorizonを予測する。

4. どうやって有効だと検証した?

- 異なる高精度・long-horizon manipulationタスクで評価。 - DEHPが成功率を大幅に改善することを示した。 - 定性的分析により、fine-grained段階で短いexecution horizon、free-space motionで長いhorizonを予測することを確認。 - これによりopen-loop chunk実行の効率とclosed-loop single-step controlの反応性のバランスを取ることを示した。

5. 議論はある?

- 固定execution horizonの前提がfine-grained manipulationで問題となることを指摘。 - execution horizonは経験的tuningに依存しタスク依存性が高い。 - DEHPはhorizonを動的に適応させることでこの問題に対処。 - 定性的分析で段階に応じたhorizon予測を確認。 - その他の議論や限界は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- diffusion policies - flow policies - vision-language-action models - action chunking - online reinforcement learning - closed-loop single-step 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: Yuchi Zhao, Miroslav Bogdanovic, Arjun Sohal, Liyu Tao, Kourosh Darvish, Alán Aspuru-Guzik, Florian Shkurti, Animesh Garg

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Action chunking has become a standard design in modern robot policies, from diffusion/flow policies to vision-language-action models, where the policy predicts a sequence of actions and executes a fixed number of them instead of acting one step at a time. However, this paradigm relies on a key assumption: a fixed execution horizon. During chunk execution, the policy operates open-loop, which is particularly problematic for fine-grained manipulation tasks that require frequent replanning. In practice, the execution horizon is typically chosen through empirical tuning and is highly task-dependent. To this end, we propose Dynamic Execution Horizon Prediction (DEHP), an effective method that trains a lightweight execution-horizon prediction branch using online reinforcement learning while keeping the pretrained chunk policy completely frozen. This makes the method compatible with black-box chunk policies and isolates the effect of adapting the execution horizon from changes to the underlying action generator. Across our evaluations, DEHP improves the success rate of different high-precision and long-horizon manipulation tasks by a large margin. Our qualitative analysis further shows that DEHP predicts shorter execution horizons during fine-grained stages of the task and longer horizons during free-space motion. In this way, DEHP balances the efficiency of open-loop chunk execution with the reactivity of closed-loop single-step control. Project page: https://dehp-chunking.github.io/

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