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拡散方策arXiv:2610.17001

MOSAIC: モード・サポート考慮型ロボット拡散モデルの推論時制御

MOSAIC: Mode- and Support-Aware Inference-Time Control of Robot Diffusion Models

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学習済み拡散モデル方策を凍結したまま、推論時に勾配なしで制御し、未見の制約や複数モデルの協調動作に対応させる手法を提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ロボット行動生成のための diffusion models を推論時に制御する MOSAIC を提案。 - mode- and support-aware な gradient-free 推論時制御フレームワーク。 - 学習済み denoising process への入力を適応させ、再学習なしで新たな制約や目的に対応。 - navigation, dexterous grasping, motion planning with unseen geometry, collaborative box manipulation に適用。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の inference-time guidance は勾配依存でサンプルを学習 prior から逸脱させうる。 - 既存の sampling 手順は非効率、mode collapse、out-of-distribution な平均化を招きうる。 - MOSAIC は gradient-free で、mode を保持し破壊的平均化を避ける。 - 複数の独立学習済み diffusion models を joint model なしで協調制御可能。

3. 技術・手法の肝は?

- 初期ノイズと全 stochastic reverse-step perturbations を pretrained denoising process への joint input として扱う。 - 完全に denoise された出力から importance weights を計算し、この入力上の分布を適応。 - adaptive penalties で物理的実現可能性と学習 support との整合性をバランス。 - mode-wise importance-weighted updates で mode を保持。 - shared coupling costs により複数の独立 diffusion models を同時に steer。

4. どうやって有効だと検証した?

- navigation, dexterous grasping, motion planning with unseen geometry, collaborative box manipulation で評価。 - 独立に学習された robot priors を用いた協調 box manipulation を含む。 - 凍結した diffusion priors を再学習なしで新たな deployment constraints に適応・合成できることを確認。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。 - 勾配依存や非効率・mode collapse といった既存手法の問題点を動機として挙げている。 - 提案手法の限界や失敗ケース、計算コストに関する議論は要旨では触れられていない。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照・比較されている具体的な先行研究名は不明。 - 関連手法として inference-time guidance, gradient-based guidance, sampling-based guidance が挙げられる。 - 同分野の定番として diffusion models, generative policies, robot behavior priors に関する文献が次に読むべき候補。

※ 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: Sabrina Bodmer, Rahel Rickenbach, René Zurbrügg, Melanie N. Zeilinger, Colin Jones

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Generative policies such as diffusion models provide expressive data-driven priors for robot behavior, yet the situations a robot faces at execution time rarely match its training data and impose constraints and objectives the policy never learned. Existing inference-time guidance methods either rely on gradients that can push samples away from the learned prior, or on sampling procedures that can be inefficient, collapse modes, or average them into out-of-distribution predictions. We introduce MOSAIC, a mode- and support-aware framework for gradient-free inference-time control of robotic diffusion models. MOSAIC treats the initial noise and all stochastic reverse-step perturbations as a joint input to the pretrained denoising process and adapts a distribution over this input using importance weights computed from fully denoised outputs. Physical feasibility and consistency with the learned support are balanced using adaptive penalties, while mode-wise importance-weighted updates preserve modes and avoid destructive averaging. The same formulation can jointly steer multiple independently trained diffusion models through shared coupling costs, enabling coordinated behavior without requiring a joint model. We evaluate MOSAIC on navigation, dexterous grasping, motion planning with unseen geometry, and collaborative box manipulation with independently trained robot priors. Across these settings, MOSAIC adapts and composes frozen diffusion priors under new deployment constraints without retraining.

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