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タスク・動作計画arXiv:2609.23113

探索・接地・計画:不完全なシーン知識下でのタスク・動作計画のための機能的十分性

Search, Ground, Plan: Functional Sufficiency for Task and Motion Planning under Incomplete Scene Knowledge

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言語と視覚からタスクに必要な機能役割を探索し、物理オブジェクトに接地して機能的十分性を確認してから計画するTAMPフレームワークGRAB-TAMPを提案し、ベースラインを大きく上回る成功率を示した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- FMベースのTAMPフレームワークGRAB-TAMPを提案 - 言語と視覚観測で指定されるmanipulation問題を対象 - 不完全なscene knowledge下で、task要件を満たすscene entityを探索 - functional roleを有効な物理objectへgrounding - 完全なjoint assignmentでfunctional sufficiencyを確立後にplanning - Kitchen, Living Room, Workshopの32 scene variantsで評価

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来FMベースTAMPは不完全なscene knowledgeでtask要件と物理的実現可能性の間にgap - GRAB-TAMPはfunctional sufficiencyを確立してからplanningする点が新しい - 同一実行設定の3つのFMベースTAMPと比較 - end-to-end successが平均baseline比25.7 percentage points改善 - 200 feasible trialsで54.0% end-to-end success、67.3% plan goal coverage

3. 技術・手法の肝は?

- taskをfunctional roles, relations, assignment constraintsで表現 - 要件が未解決の間、sceneをincrementallyにinspect - 候補objectをsemantic, geometric, relational checksで検証 - 必要なscene entityをsearchし、functional roleをvalidな物理objectへground - 完全なjoint assignmentが得られてからplanningを実行

4. どうやって有効だと検証した?

- Kitchen, Living Room, Workshopの32 scene variantsで評価 - 200 feasible trialsを実施 - end-to-end success 54.0%、plan goal coverage 67.3%を達成 - 同一実行設定の3つのFMベースTAMP frameworkと比較 - 平均baseline比でend-to-end successが25.7 percentage points向上

5. 議論はある?

- 不完全なscene knowledge下でのtask要件と物理的実現可能性のgapを指摘 - functional sufficiency確立の重要性を議論 - 実装・評価コードをGitHubで公開 - 具体的な限界や失敗要因の詳細は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 比較対象の3つのFM-based TAMP frameworks(具体名は要旨からは不明) - Foundation models (FMs) を用いたTAMPの関連研究 - 言語・視覚観測に基づくmanipulation planningの研究 - functional groundingやscene graphに基づくplanning手法

※ 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: Narendhiran Vijayakumar, Nav Singhal, Girish Varma, Antony Thomas

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Foundation models (FMs) have expanded task and motion planning (TAMP) to manipulation problems specified through language and visual observations. However, incomplete scene knowledge leaves a critical gap between understanding what the task requires and knowing whether the physical scene can actually realize it. We introduce GRAB-TAMP, an FM-based TAMP framework that searches for scene entities required for task completion, grounds functional roles to valid physical objects, and plans only after a complete joint assignment establishes functional sufficiency. We represent the task through functional roles, relations, and assignment constraints, and incrementally inspect the scene while requirements remain unresolved, verifying candidate objects through semantic, geometric, and relational checks. We evaluate GRAB-TAMP across 32 scene variants spanning Kitchen, Living Room, and Workshop domains. Across 200 feasible trials, our approach achieves 54.0% end-to-end success with 67.3% plan goal coverage. Compared with three FM-based TAMP frameworks under the same execution setting, GRAB-TAMP improves end-to-end success by 25.7 percentage points over the mean baseline. Implementation and evaluation code: https://github.com/Narendhiranv04/GRAB-TAMP

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