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sim2realarXiv:2610.28948

COWBOY: 文脈的全身体マニピュレーションを学習するスケーラブルなsim-to-realフレームワーク

COWBOY: A Scalable Sim-to-Real Framework for Learning Contextual Whole-Body Manipulation

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環境認識型の全身体コントローラと局所RL専門家を組み合わせ、点群から移動ベース・アーム・巧みな手・カメラを制御する単一の視覚ポリシーに蒸留し、実世界の多様なシーンでゼロショット把持を実現した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- COWBOYは、mobile manipulatorが物体だけでなく周囲の空間的文脈(baseの配置、操作方法、周囲のscene geometryを見る位置)に適応するcontextual whole-body manipulationを学習するためのscalableなsim-to-realフレームワーク。 - whole-body dexterous graspingを対象に、数百の物体や多様なin-the-wildシーン(散らかったtabletop、shelf、drawer、非構造環境)へzero-shot transferする。 - 最終的に単一のvision policyがpoint-cloud観測からmobile base、arm、dexterous hand、actuated cameraを制御する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のようにsimulationでRLにより直接scene adaptationを学習するのではなく、vectorizedなenvironment-aware whole-body controller (WBC)で数千sceneのreachingを処理する点が特徴。 - local RL expertsを局所sceneで学習し、数千のfull-scene layout間で再利用可能にする構成が先行研究との差異として示唆される。 - 要旨からは具体的な比較対象研究や定量的な先行研究比較は不明。

3. 技術・手法の肝は?

- vectorized environment-aware WBCがbase-arm motionのcoordinating、collision avoidance、active visionを行い、数千sceneでのreachingを担当。 - local RL expertsをlocal sceneで物体interaction向けに学習し、full-scene layout間で再利用。 - 構成されたWBC-RL teachersを単一のvision policyへdistillし、point-cloud観測からbase、arm、hand、cameraを制御。

4. どうやって有効だと検証した?

- whole-body dexterous graspingにおいて、数百の物体と多様なin-the-wild scene(cluttered tabletop、shelf、drawer、非構造環境)へのzero-shot transferを実証。 - 結果のpolicyがsceneと物体geometryに応じてbase placement、camera viewpoint、arm trajectory、grasp strategyを自動適応するcontextual whole-body behaviorを示すと報告。 - 定量的な評価指標やbaseline比較の詳細は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- 要旨からは明示的な議論・限界・失敗事例は不明。 - WBCとlocal RL expertsのcompositionおよびdistillationによる単一vision policy化が、scene適応と汎化にどう寄与するかが論点として読み取れる。 - sim-to-real gapやin-the-wildでの安全性・信頼性に関する議論の有無は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照・比較されている個別研究は明示されていない。 - 関連手法として、sim-to-real transfer、whole-body control (WBC)、dexterous grasping、mobile manipulation、vision policy distillation、point-cloudに基づくmanipulationの代表的文献を次に読む候補として挙げる。

※ 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: Jiahui Yang, Jason Jingzhou Liu, Ray Muxin Liu, Andrew E. Wang, Kenneth Shaw, Deepak Pathak, Ruslan Salakhutdinov

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Mobile manipulators must adapt not only to objects, but also to the spatial context in which they appear: where to position the base, how to manipulate, and where to look while navigating surrounding scene geometry. To address this, we present COWBOY, a scalable sim-to-real framework for learning such contextual whole-body manipulation. On whole-body dexterous grasping, COWBOY transfers zero-shot to hundreds of objects and diverse in-the-wild scenes, spanning cluttered tabletops, shelves, drawers, and other unstructured settings. Rather than learning scene adaptation directly with RL in simulation, a vectorized environment-aware whole-body controller (WBC) handles reaching in thousands of scenes by coordinating base-arm motion, collision avoidance, and active vision. Then, local RL experts are trained in local scenes for object interaction and can be reused across thousands of full-scene layouts. We distill these composed WBC-RL teachers into a single vision policy that controls the mobile base, arm, dexterous hand, and actuated camera from point-cloud observations. The resulting policy exhibits contextual whole-body behavior, automatically adapting base placement, camera viewpoint, arm trajectory, and grasp strategy to observed scene and object geometry. Videos are available at https://cowboy-manip.com

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