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ロボットマニピュレーションarXiv:2606.22860

HiL-ResRL: 人間参加型残差強化学習によるモデル非依存のファインチューニングアダプタ

HiL-ResRL: A Model-Agnostic Finetuning Adapter via Human-in-the-loop Residual Reinforcement Learning

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模倣学習のVLAモデルに対して、モデル非依存でプラグイン可能な残差ポリシーを強化学習で訓練し、実ロボットで1.5時間の学習で成功率95%以上を達成するファインチューニング手法を提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 生成的な模倣学習の進展によりロボットマニピュレーションが向上 - 既存モデルはBehavior Cloning (BC) に依存し、compounding errorsとdistributional shiftが問題 - 実産業展開での有効性が限定的 - 本論文はVision-Language-Action (VLA) モデルを実環境で頑健に展開するためのplug-and-playファインチューニングパイプラインを提案 - モデル非依存で多様なVLAモデルに適用可能 - VLA生成行動を統一インターフェースとし、residual policyを訓練 - 人間参加型ガイダンスを組み込み、安全な探索と訓練効率を最大化 - 実ロボット実験で1.5時間のオンラインRL訓練により平均成功率95%超を達成

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のRLファインチューニング戦略は特定のモデルアーキテクチャに制約されることが多い - 提案フレームワークはモデル非依存で、多様なVLAモデルに適応可能 - BCのcompounding errorsとdistributional shiftに対処 - 実世界でのオンラインRL訓練を1.5時間で95%超の成功率を達成 - 産業シナリオでのBCモデル展開の実用的解決策を提示

3. 技術・手法の肝は?

- VLA生成行動を統一インターフェースとして概念化 - その上でresidual policyを訓練し、suboptimal actionsを修正 - 模倣学習に固有のdistributional shiftに対処 - 人間参加型ガイダンスを組み込み、安全な探索と訓練効率を最大化 - plug-and-playファインチューニングパイプライン

4. どうやって有効だと検証した?

- 実世界のロボット設定で直接実験 - 1.5時間の実世界オンラインRL訓練で平均成功率95%超を実ロボットで達成

5. 議論はある?

- 要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- Behavior Cloning (BC) - Vision-Language-Action (VLA) モデル - 強化学習 (RL) ファインチューニング - residual policy - 人間参加型強化学習 (human-in-the-loop RL)

※ 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: Jingyi Liu, Zhaohong Mai, ShunSen He, Hang Ren, Chao Wang, Shunbo Zhou, XiaoDong Wu, Heng Zhang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Recent advancements in generative imitation learning have significantly propelled the field of robotic manipulation. However, the majority of existing models rely heavily on Behavior Cloning (BC), a paradigm that suffers from compounding errors and distributional shift. Consequently, the efficacy of these models in practical industrial deployments remains limited. To address these challenges, we introduce a novel, plug-and-play fine-tuning pipeline designed to facilitate the robust deployment of Vision-Language-Action (VLA) models in real-world environments. In contrast to contemporary reinforcement learning (RL) fine-tuning strategies, which are often constrained by specific model architectures, our proposed framework is model-agnostic and adaptable to a diverse range of VLA models. We conceptualize VLA-generated actions as a unified interface, upon which we train a residual policy. This policy is designed to rectify suboptimal actions and address the distributional shift inherent in imitation learning. Additionally, we incorporate human-in-the-loop guidance to ensure safe exploration and maximize training efficiency. We conduct experiments directly in real-world robotic settings. The results demonstrate that within only 1.5 hour of real-world online RL training, the average success rate exceeds 95% on real robots. Our work presents a practical solution for deploying behavior cloning models in industrial scenarios.

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