論文の概要: Residual Control for Fast Recovery from Dynamics Shifts

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.07775v1
• Date: Sun, 08 Mar 2026 19:33:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:42.069374
• Title: Residual Control for Fast Recovery from Dynamics Shifts
• Title（参考訳）: ダイナミクスシフトからの高速回復のための残留制御
• Authors: Nethmi Jayasinghe, Diana Gontero, Francesco Migliarba, Spencer T. Brown, Vinod K. Sangwan, Mark C. Hersam, Amit Ranjan Trivedi,
• Abstract要約: 観測不能なダイナミクスシフトは、ロボットシステムにおいてかなり過渡的なパフォーマンス劣化を経験することができる。 そこで本稿では,名目力学の下で訓練された強化学習ポリシーをデプロイ時に固定した,安定性に整合した残留制御アーキテクチャを提案する。 提案手法は, ほぼ最小の定常状態性能を維持しつつ, 凍結・オンライン適応ベースラインに対する回復時間を一定に短縮することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9446811955039964
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Robotic systems operating in real-world environments inevitably encounter unobserved dynamics shifts during continuous execution, including changes in actuation, mass distribution, or contact conditions. When such shifts occur mid-episode, even locally stabilizing learned policies can experience substantial transient performance degradation. While input-to-state stability guarantees bounded state deviation, it does not ensure rapid restoration of task-level performance. We address inference-time recovery under frozen policy parameters by casting adaptation as constrained disturbance shaping around a nominal stabilizing controller. We propose a stability-aligned residual control architecture in which a reinforcement learning policy trained under nominal dynamics remains fixed at deployment, and adaptation occurs exclusively through a bounded additive residual channel. A Stability Alignment Gate (SAG) regulates corrective authority through magnitude constraints, directional coherence with the nominal action, performance-conditioned activation, and adaptive gain modulation. These mechanisms preserve the nominal closed-loop structure while enabling rapid compensation for unobserved dynamics shifts without retraining or privileged disturbance information. Across mid-episode perturbations including actuator degradation, mass variation, and contact changes, the proposed method consistently reduces recovery time relative to frozen and online-adaptation baselines while maintaining near-nominal steady-state performance. Recovery time is reduced by \textbf{87\%} on the Go1 quadruped, \textbf{48\%} on the Cassie biped, \textbf{30\%} on the H1 humanoid, and \textbf{20\%} on the Scout wheeled platform on average across evaluated conditions relative to a frozen SAC policy.
• Abstract（参考訳）: 現実の環境で動作しているロボットシステムは、アクティベーション、質量分布、接触条件の変化を含む、継続的な実行中に必然的に観測されないダイナミクスのシフトに遭遇する。 このようなシフトが発生すると、局所的な安定化された学習ポリシーでさえ、実質的な一時的なパフォーマンス劣化を経験することができる。 インプット・ツー・ステートの安定性は境界状態のずれを保証しますが、タスクレベルのパフォーマンスの迅速な回復は保証しません。 本研究では, 条件パラメータの凍結条件下での予測時間回復を, 名目安定化制御器を囲む拘束外乱形状に適応させることにより解決する。 本稿では, 動的に訓練された強化学習ポリシーを展開時に固定し, 適応を限定的に有界加法的残差チャネルを介して行う, 安定性に整合した残差制御アーキテクチャを提案する。 安定アライメントゲート(SAG)は、大域的制約、名目的行動との方向性の整合性、性能条件付きアクティベーション、適応利得変調を通じて補正権限を規制する。 これらのメカニズムは、リトレーニングや特権外乱情報なしに、未観測のダイナミクスシフトに対する迅速な補償を可能にしながら、名目上の閉ループ構造を保存する。 アクチュエータ劣化, 質量変動, 接触変化など, エピソード中の摂動を横切ると, ほぼノンミナルな定常性能を維持しつつ, 凍結およびオンライン適応ベースラインに対する回復時間を連続的に短縮する。 回収時間は、Go1の4倍体上の \textbf{87\%} 、Cassieの2倍体上の \textbf{48\%} 、H1のヒューマノイド上の \textbf{30\%} 、凍結したSACポリシーに対する評価条件を平均して、スカウト輪プラットフォーム上の \textbf{20\%} によって短縮される。

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