論文の概要: Robots Pre-train Robots: Manipulation-Centric Robotic Representation from Large-Scale Robot Dataset
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.22325v1
- Date: Tue, 29 Oct 2024 17:58:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-30 13:41:32.494980
- Title: Robots Pre-train Robots: Manipulation-Centric Robotic Representation from Large-Scale Robot Dataset
- Title（参考訳）: ロボットプレトレインロボット:大規模ロボットデータセットからのマニピュレーション中心ロボット表現
- Authors: Guangqi Jiang, Yifei Sun, Tao Huang, Huanyu Li, Yongyuan Liang, Huazhe Xu,
- Abstract要約: 本稿では,視覚的特徴と操作タスクの行動や受容といった動的情報の両方を抽出する基礎表現学習フレームワークを提案する。
具体的には、DROIDロボットデータセット上で視覚エンコーダを事前訓練し、ロボットの受容状態や動作などの動作関連データを活用する。
本研究では,視覚的観察をロボットの主観的状態-動作ダイナミクスと整合させる新しいコントラスト的損失と,事前トレーニング中の行動を予測する行動クローニング(BC)のようなアクター損失と,時間的コントラスト的損失を導入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 24.77850617214567
- License:
- Abstract: The pre-training of visual representations has enhanced the efficiency of robot learning. Due to the lack of large-scale in-domain robotic datasets, prior works utilize in-the-wild human videos to pre-train robotic visual representation. Despite their promising results, representations from human videos are inevitably subject to distribution shifts and lack the dynamics information crucial for task completion. We first evaluate various pre-trained representations in terms of their correlation to the downstream robotic manipulation tasks (i.e., manipulation centricity). Interestingly, we find that the "manipulation centricity" is a strong indicator of success rates when applied to downstream tasks. Drawing from these findings, we propose Manipulation Centric Representation (MCR), a foundation representation learning framework capturing both visual features and the dynamics information such as actions and proprioceptions of manipulation tasks to improve manipulation centricity. Specifically, we pre-train a visual encoder on the DROID robotic dataset and leverage motion-relevant data such as robot proprioceptive states and actions. We introduce a novel contrastive loss that aligns visual observations with the robot's proprioceptive state-action dynamics, combined with a behavior cloning (BC)-like actor loss to predict actions during pre-training, along with a time contrastive loss. Empirical results across 4 simulation domains with 20 tasks verify that MCR outperforms the strongest baseline method by 14.8%. Moreover, MCR boosts the performance of data-efficient learning with a UR5e arm on 3 real-world tasks by 76.9%. Project website: https://robots-pretrain-robots.github.io/.
- Abstract（参考訳）: 視覚表現の事前学習により、ロボット学習の効率が向上した。
大規模なドメイン内のロボットデータセットが不足しているため、以前の研究では、既存の人間のビデオを使ってロボットの視覚表現をトレーニングしていた。
有望な結果にもかかわらず、人間のビデオからの表現は必然的に分布シフトの対象となり、タスク完了に不可欠なダイナミクス情報が欠如している。
まず、下流ロボット操作タスク(操作中心性)との相関から、事前学習した様々な表現を評価した。
興味深いことに、下流タスクに適用した場合、"操作中心性"が成功率の強い指標であることがわかった。
これらの知見から,操作中心性を改善するために,視覚的特徴と操作タスクの行動や受容といった動的情報の両方を捉える基礎表現学習フレームワークである,操作中心表現(Manipulation Centric Representation, MCR)を提案する。
具体的には、DROIDロボットデータセット上で視覚エンコーダを事前訓練し、ロボットの受容状態や動作などの動作関連データを活用する。
本研究では,視覚的観察をロボットの主観的状態-動作ダイナミクスと整合させる新しいコントラスト的損失と,事前トレーニング中の行動を予測する行動クローニング(BC)のようなアクター損失と,時間的コントラスト的損失を導入する。
4つのシミュレーション領域に20のタスクを持つ経験的結果は、MCRが最強のベースライン法を14.8%上回っていることを証明している。
さらに、MCRは3つの現実世界のタスクに対してUR5eアームでデータ効率の学習性能を76.9%向上させる。
プロジェクトウェブサイト: https://robots-pretrain-robots.github.io/
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