論文の概要: EUPHORIA: Efficient Universal Planning via Hybrid Optimization for Robust Industrial Robotic Assembly
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.18872v1
- Date: Fri, 15 May 2026 18:25:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-20 15:03:08.761
- Title: EUPHORIA: Efficient Universal Planning via Hybrid Optimization for Robust Industrial Robotic Assembly
- Title(参考訳): EUPHORIA:ロバストな産業用ロボット組み立てのためのハイブリッド最適化による効率的なユニバーサルプランニング
- Authors: Shih-Yu Lai, Chia-Ching Yen, Yang-Ting Shen, Peter Yichen Chen, Yu-Lun Liu, Bing-Yu Chen,
- Abstract要約: EUPHORIAは統一されたフレームワークであり、普遍的な少数ショット適応性と動的効率を実現する。
構造的推論のために,ソフトアクタ・クリティカルを用いて訓練した物理インフォームドグラフ変換器を導入する。
実験により、EUPHORIAは分離されたベースライン上でのエネルギー消費を著しく減少させることが示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.727917085274841
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Robotic assembly in architectural construction faces a persistent bottleneck: existing planners are either highly specialized, requiring prohibitive retraining for every new geometric design, or operationally inefficient, treating structural sequencing and kinematic motion as disjoint processes. We present EUPHORIA, a unified framework that achieves universal few-shot adaptability and dynamic efficiency through a hybrid optimization strategy. To overcome the retraining bottleneck, we propose a Meta-Geometric Encoder based on Graph Hypernetworks: unlike standard contrastive learning, which performs only feature-level recognition, our hypernetwork dynamically generates policy parameters from a minimal support set, enabling parameter-level adaptation to complex topologies (e.g., domes, arches) without gradient-based retraining. For structural reasoning, we introduce a Physics-Informed Graph Transformer trained via Soft Actor-Critic (SAC), with a Physics-Bias Attention mechanism that modulates attention scores using contact forces from Discrete Element Model (DEM) simulations, guiding the planner toward structurally critical connections. We further ensure operational efficiency through Kinematics-Aware Sequencing, where the SAC objective penalizes high-energy transitions. Finally, we bridge the Sim2Real gap via Residual Stability Correction, a differentiable optimization layer that fine-tunes coarse assembly actions by minimizing a joint energy-stability cost prior to execution. Experiments show that EUPHORIA significantly reduces energy consumption over decoupled baselines and achieves state-of-the-art success rates on unseen, non-standard geometries with minimal few-shot examples, fusing meta-learning, physics-informed attention, and residual optimization into a cohesive, generalized planner.
- Abstract(参考訳): 既存のプランナーは高度に専門化されており、すべての新しい幾何学的設計に対して禁止的な再訓練を必要とするか、あるいは運用的に非効率で構造的シーケンシングや運動を非結合プロセスとして扱う必要がある。
我々は,ハイブリッド最適化戦略を通じて,汎用的な少数ショット適応性と動的効率を実現する統一フレームワークであるEUPHORIAを提案する。
グラフハイパーネットワークに基づくメタ幾何学エンコーダを提案する。特徴レベルの認識のみを行う標準的なコントラスト学習とは異なり、ハイパーネットワークは最小のサポートセットからポリシーパラメータを動的に生成し、勾配ベースのリトレーニングなしで複雑なトポロジ(ドーム、アーチなど)へのパラメータレベルの適応を可能にする。
構造的推論のために,Soft Actor-Critic (SAC) を用いて訓練された物理インフォームドグラフ変換器を導入し,離散要素モデル (DEM) シミュレーションの接触力を用いて注意点を変調し,プランナーを構造的クリティカルな接続に向けて誘導する物理バイアスアテンション機構を導入する。
我々はさらに、SACが高エネルギー遷移をペナルティ化するKinematics-Aware Sequencingを通じて、運用効率を確保する。
最後に、Sim2RealギャップをResidual Stability Correctionを介してブリッジする。これは、実行前に共同のエネルギー安定コストを最小限に抑えて、粗い組み立て動作を微調整できる、微分可能な最適化層である。
実験により、EUPHORIAは分離されたベースライン上でのエネルギー消費を著しく減少させ、メタラーニング、物理インフォームド・インフォームド・アテンション、残余の最適化といった、目に見えない非標準ジオメトリーにおける最先端の成功率を達成することが示されている。
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