論文の概要: STAR: Learning Diverse Robot Skill Abstractions through Rotation-Augmented Vector Quantization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.03863v1
• Date: Wed, 04 Jun 2025 11:54:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-05 21:20:14.308989
• Title: STAR: Learning Diverse Robot Skill Abstractions through Rotation-Augmented Vector Quantization
• Title（参考訳）: STAR:回転ベクトル量子化による異種ロボットスキル抽象化の学習
• Authors: Hao Li, Qi Lv, Rui Shao, Xiang Deng, Yinchuan Li, Jianye Hao, Liqiang Nie,
• Abstract要約: textbfSkill textbfTraining with textbfAugmented textbfRotation (textbfSTAR) は、スキル学習と構成の両方を進化させて複雑な振る舞いを完遂するフレームワークである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 87.77475595961154
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Transforming complex actions into discrete skill abstractions has demonstrated strong potential for robotic manipulation. Existing approaches mainly leverage latent variable models, e.g., VQ-VAE, to learn skill abstractions through learned vectors (codebooks), while they suffer from codebook collapse and modeling the causal relationship between learned skills. To address these limitations, we present \textbf{S}kill \textbf{T}raining with \textbf{A}ugmented \textbf{R}otation (\textbf{STAR}), a framework that advances both skill learning and composition to complete complex behaviors. Specifically, to prevent codebook collapse, we devise rotation-augmented residual skill quantization (RaRSQ). It encodes relative angles between encoder outputs into the gradient flow by rotation-based gradient mechanism. Points within the same skill code are forced to be either pushed apart or pulled closer together depending on gradient directions. Further, to capture the causal relationship between skills, we present causal skill transformer (CST) which explicitly models dependencies between skill representations through an autoregressive mechanism for coherent action generation. Extensive experiments demonstrate the superiority of STAR on both LIBERO benchmark and realworld tasks, with around 12\% improvement over the baselines.
• Abstract（参考訳）: 複雑なアクションを個別のスキル抽象化に変換することは、ロボット操作の強力な可能性を示している。 既存のアプローチは主に潜伏変数モデル(例えばVQ-VAE)を利用して学習ベクトル(コードブック)を通してスキルの抽象化を学ぶが、コードブックの崩壊や学習スキル間の因果関係のモデル化に苦しむ。 これらの制限に対処するために、スキル学習と構成の両方を進化させ、複雑な振る舞いを完了させるフレームワークである \textbf{A}ugmented \textbf{R}otation (\textbf{STAR}) を用いた \textbf{S}kill \textbf{T}rainingを示す。 具体的には,コードブックの崩壊を防止するために,回転強化残留スキル量子化(RaRSQ)を提案する。 エンコーダ出力間の相対角度を回転ベース勾配機構により勾配流に符号化する。 同じスキルコード内のポイントは、勾配の方向に応じて、押し離されるか、より深く引かれるように強制されます。 さらに、スキル間の因果関係を捉えるために、コヒーレントアクション生成のための自己回帰機構を通じて、スキル表現間の依存関係を明示的にモデル化する因果スキル変換器(CST)を提案する。 LIBEROベンチマークと実世界のタスクの両方においてSTARが優れていることを示し、ベースラインよりも約12倍改善されている。

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