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Fine-tuning Diffusion Policies with Backpropagation Through Diffusion Timesteps

Created by
  • Haebom

저자

Ningyuan Yang, Jiaxuan Gao, Feng Gao, Yi Wu, Chao Yu

개요

본 논문은 확산 정책(Diffusion Policies)의 높은 표현력에도 불구하고, 제한적인 데모 데이터로 인해 최적이 아닌 궤적을 생성하거나 심각한 실패를 초래할 수 있다는 문제를 다룹니다. 기존 강화 학습(RL) 기반 미세 조정 방법들은 확산 모델에 Proximal Policy Optimization (PPO)를 효과적으로 적용하는 데 어려움을 겪는데, 이는 잡음 제거 과정에서의 행동 가능성 추정의 계산 복잡성 때문입니다. 본 논문에서는 확산 정책을 잡음 조건부 결정적 정책으로 재구성하는 새로운 프레임워크인 NCDPO를 제시합니다. NCDPO는 각 잡음 제거 단계를 미리 샘플링된 잡음을 조건으로 하는 미분 가능한 변환으로 취급하여, 모든 확산 시간 단계에 걸쳐 추정 가능한 가능성 평가와 기울기 역전파를 가능하게 합니다. 실험 결과, NCDPO는 다양한 벤치마크(연속 로봇 제어 및 다중 에이전트 게임 시나리오 포함)에서 기존 방법보다 샘플 효율성과 최종 성능 모두에서 우수한 성능을 보이며, 처음부터 학습할 때 MLP+PPO와 비교할 만한 샘플 효율성을 달성함을 보여줍니다. 또한, 확산 정책의 잡음 제거 시간 단계 수에 대해 강건함을 보입니다.

시사점, 한계점

시사점:
잡음 조건부 결정적 정책으로 확산 정책을 재구성하여 PPO를 효과적으로 적용하는 새로운 방법(NCDPO)을 제시.
기존 방법보다 향상된 샘플 효율성과 최종 성능을 다양한 벤치마크에서 달성.
확산 정책의 잡음 제거 시간 단계 수에 강건함을 보임.
확산 정책의 학습 효율성을 크게 개선.
한계점:
제시된 방법의 일반화 성능에 대한 추가적인 연구가 필요할 수 있음.
특정 벤치마크에 대한 성능 평가이므로 다른 환경에서의 성능은 추가적인 검증이 필요함.
NCDPO의 계산 비용에 대한 자세한 분석이 부족할 수 있음.
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