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LaDi-WM: A Latent Diffusion-based World Model for Predictive Manipulation

Created by
  • Haebom

저자

Yuhang Huang, JIazhao Zhang, Shilong Zou, XInwang Liu, Ruizhen Hu, Kai Xu

개요

본 논문은 로봇의 정책 성능 향상을 위해 예측된 상태를 활용하는 예측 조작(Predictive Manipulation)에 초점을 맞추고 있습니다. 기존의 정확한 미래 시각적 상태 생성의 어려움을 해결하고자, 확산 모델링을 이용하여 미래 상태의 잠재 공간을 예측하는 LaDi-WM이라는 새로운 월드 모델을 제안합니다. LaDi-WM은 기하학적 특징(DINO 기반)과 의미론적 특징(CLIP 기반)을 포함하는 사전 훈련된 시각적 기반 모델(VFM)과 정렬된 잠재 공간을 활용하여 픽셀 단위 이미지 직접 예측보다 학습이 용이하고 일반화 성능이 뛰어납니다. 또한, 예측된 상태를 통합하여 출력 동작을 반복적으로 개선하는 확산 정책을 설계하여 더욱 일관되고 정확한 결과를 생성합니다. 합성 및 실제 환경 벤치마크에서의 광범위한 실험을 통해 LIBERO-LONG 벤치마크에서 27.9%, 실제 환경 시나리오에서 20%의 정책 성능 향상을 보였으며, 실제 환경 실험에서 인상적인 일반화 성능을 달성했습니다.

시사점, 한계점

시사점:
확산 모델링 기반의 월드 모델 LaDi-WM을 통해 픽셀 단위 이미지 예측의 어려움을 극복하고, 로봇 조작 정책의 성능을 향상시켰습니다.
사전 훈련된 VFM의 잠재 공간을 활용하여 월드 모델의 학습 및 일반화 성능을 향상시켰습니다.
예측된 상태를 반복적으로 통합하는 확산 정책을 통해 더욱 일관되고 정확한 로봇 동작을 생성했습니다.
합성 및 실제 환경 모두에서 실질적인 성능 향상을 보여주었습니다.
한계점:
LaDi-WM의 성능은 사용된 VFM의 성능에 의존적일 수 있습니다.
실제 환경에서의 일반화 성능은 환경의 복잡성에 따라 제한될 수 있습니다.
본 논문에서 제시된 벤치마크 외 다른 환경에서의 성능은 추가적으로 검증되어야 합니다.
확산 모델의 계산 비용이 높을 수 있습니다.
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