Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Sign up for free
Menu
Search
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Pricing
Search
Sign in
Sign up for free
[Journal club] DIRL:Domain-Invariant Representa...
Search
Semantic Machine Intelligence Lab., Keio Univ.
PRO
May 19, 2022
Technology
1.5k
0
Share
Embed
Copy iframe code
Copy JS code
Copy link
Start on current slide
[Journal club] DIRL:Domain-Invariant Representation Learning for Sim-to-Real Transfer
Semantic Machine Intelligence Lab., Keio Univ.
PRO
May 19, 2022
More Decks by Semantic Machine Intelligence Lab., Keio Univ.
See All by Semantic Machine Intelligence Lab., Keio Univ.
[RSJ26] Building a VLA Model Based on Self-Distilled Classification
keio_smilab
PRO
0
200
[RSJ26] AnoleVLA: Lightweight Vision-Language-Action Model with Deep State Space Models for Mobile Manipulation
keio_smilab
PRO
0
140
[RSJ26] NarrativeFlow: Flow-Based Vision-Language-Action Model Using Robot Velocity Fields
keio_smilab
PRO
0
170
[RSJ26] Flow as Flow: Modeling Robot Velocity Fields as Probability Velocity Fields
keio_smilab
PRO
1
220
[RSJ26] Hierarchy-Aware Multimodal Retrieval-Augmented Generation for Embodied Question Answering
keio_smilab
PRO
1
180
[MIRU26] Open-Vocabulary Intention-Guided Object Detection in Diverse Scenes
keio_smilab
PRO
0
200
[Journal club] Evo-1: Lightweight Vision-Language-Action Model with Preserved Semantic Alignment
keio_smilab
PRO
0
49
[MIRU26] To What Extent Does MLLM-as-a-Judge Exhibit Cross-Model Preference Bias?
keio_smilab
PRO
0
290
[Journal club] FlashVID: Efficient Video Large Language Models via Training-free Tree-based Spatiotemporal Token Merging
keio_smilab
PRO
0
37
Other Decks in Technology
See All in Technology
事業課題から技術的負債に向き合う
sansantech
PRO
2
1.4k
OpenTelemetryのメトリクスをCloudWatchに送ってPromQLで見てみた
ota1022
0
150
OpenTelemetry eBPF Instrumentationの舞台裏 / Behind the Scenes of OpenTelemetry eBPF Instrumentation
ymotongpoo
4
1.3k
Claude Code本って、 読む必要あるの?
oikon48
2
450
Gitは怖い?共有ワークスペースから始めるSnowflakeチーム開発
coco_se
0
210
積み重なった技術負債への挑戦 〜初手としての全社ゴト化〜
techtekt
PRO
0
840
synctest時代のhttptest Go 1.27で変わるHTTPサーバテストの裏側 / go conference2026 synctest and httptest
budougumi0617
1
2.9k
GoにおけるFFIのこれまでとこれから
goccy
5
3k
日経電子版を支えていく Kasane Design System/fec_fukuoka
nikkei_engineer_recruiting
0
1.5k
コスト最適化の「めんどくさい」を AWS FinOps Agent でチョット楽にする
classmethod_kaz
0
340
技術的負債から考える、AI時代のエンジニアリング投資 — ビズリーチの技術的負債と向き合った経験から、変更し続けられるソフトウェアを考える/ technical-debt-con2026
visional_engineering_and_design
2
2k
目の前の楽しいが人生を変える - コミュニティの螺旋の歩き方と楽しむコツ / change your life
soudai
PRO
4
570
Featured
See All Featured
Helping Users Find Their Own Way: Creating Modern Search Experiences
danielanewman
31
3.4k
Git: the NoSQL Database
bkeepers
PRO
432
67k
Large-scale JavaScript Application Architecture
addyosmani
515
110k
How to train your dragon (web standard)
notwaldorf
97
6.8k
What's in a price? How to price your products and services
michaelherold
247
13k
JAMstack: Web Apps at Ludicrous Speed - All Things Open 2022
reverentgeek
1
600
Heart Work Chapter 1 - Part 1
lfama
PRO
9
36k
No one is an island. Learnings from fostering a developers community.
thoeni
21
3.8k
Making the Leap to Tech Lead
cromwellryan
135
10k
Building Experiences: Design Systems, User Experience, and Full Site Editing
marktimemedia
0
610
So, you think you're a good person
axbom
PRO
2
2.2k
SEO for Brand Visibility & Recognition
aleyda
0
4.7k
Transcript
Ajay Kumer Tanwai ( University of California, Berkeley ) DIRL
: Domain-Invariant Representation Learning for Sim-to-Real Transfer Tanwani, Ajay Kumar. "DIRL: Domain-Invariant Representation Learning for Sim-to-Real Transfer." CoRL (2020). 慶應義塾大学 杉浦孔明研究室 畑中駿平
2 • ドメイン適応 ( Domain Adaptation )の新たなアルゴリズム DIRL (ドメイン不変表現学習, Domain-Invariant
Representation Learning ) の提案 概要 ✓ 敵対的学習を含む4つの損失関数の導入 ✓ Sim-to-Real の把持タスクで高い精度を獲得
3 • 機械学習において、データに分布の偏り(ドメインバイアス) があることが多い − 大量のシミュレーションデータ vs 少量の実機環境データ − ドメインバイアスを無視すると精度が悪化
⇒ドメイン適応( Domain Adaptation ) によって解消 背景:機械学習データにはドメインバイアスが存在する Source Domain Target Domain イヌ ネコ ドメインシフト
4 既存研究:様々なアプローチからのドメイン適応 既存手法 特徴 DANN [Ganin+, 2016] • 敵対的学習によるドメイン適応 •
Source Domain か Target Domainを識別させる [Saito+, CVPR2018] • ラベルおよび条件付きドメイン適応 • 2つのクラス識別器それぞれの推定結果の不一致(discrepancy)に注目 [Seita+, IROS2020] • Sim-to-Real Transfer の手法・ドメインランダム法 • ドメイン間の不一致をシミュレーションパラメータの変動として扱う [Saito+, CVPR18] DANN[Ganin+, 2016]
5 • 既存研究のドメイン適応の問題設定 − 入力分布 ( 周辺分布 ) を揃える −
出力ラベル分布 ( 条件付き分布 ) は不変 • 出力ラベル分布も実際は異なる − cross-label match − label-shift 既存研究の問題点:入力分布のみでのドメイン適応 ✓ 周辺分布と条件付き分布の両方 をドメイン適応させる
6 • Simulator or Source Domain: 𝐷𝑠 , 𝜋𝑠 𝒙𝑖
𝑆, 𝒚𝑖 𝑆 𝑖=1 𝑁𝑆 • Real or Target Domain: 𝐷𝑇 , 𝜋𝑇 𝒙𝑖 𝑇, 𝒚𝑖 𝑇 𝑖=1 𝑁𝑇 𝑁𝑇 ≪ 𝑁𝑆 • Policy 𝜋:𝒳 → ℝ 𝒴 0,1, … , 𝐾 or ℝ𝐾 − ここでの Policy は 𝑋 → 𝑔 𝑍 → 𝑓 𝑌 に対応 問題提起:ドメイン適応における問題設定・目的関数 Target Domainでの誤差が小さくなるような Policy 𝜋 を学習 ℒ𝐷𝑇 = 𝔼𝒙~𝐷𝑇 𝕀 𝜋 𝒙 ≠ 𝜋𝑇 𝒙 Target Domain の数は Source Domain よりも少ない
7 • 周辺確率分布・条件付き確率分布の条件 − Pr 𝑋𝑆, 𝑌𝑆 = Pr 𝑌𝑆|𝑋𝑆
Pr 𝑋𝑆 , Pr 𝑌𝑇|𝑋𝑇 Pr 𝑋𝑇 • DIRL は S / T の2つの分布をそろえることが目的 提案手法の問題設定・目的の確認 周辺分布の 不一致さ 条件付き分布の 不一致さ 周辺分布と条件付き分布の 両方をドメイン適応させる
8 提案手法 ( 1/5 ):全体像と4つ損失関数を設定 ℒDIRL = policy loss +
marginal alignment loss + conditional alignment loss + soft triplet loss S / T それぞれの Cross-Entropy 損失関数
9 • Source / Target Domain の周辺分布を敵対的学習によって揃える • Generator 𝑔(𝑋):データを
S / T 共有の特徴空間に符号化 − Target Domain のデータのみに関する特徴抽出器を適応 ( ∵ 𝑁𝑇 ≪ 𝑁𝑆 ) − 特徴分布 ( 周辺分布 ) において、S / T を一致させる • Discriminator 𝐷(𝑋):データが S / T のどちらかを識別 − 特徴分布 ( 周辺分布 ) において、S / T を一致させないようにする 提案手法 ( 2/5 ):Marginal Alignment Loss min 𝐷 ℒ𝑚𝑎 𝑔 𝒙𝑠 , 𝒙𝑡 , 𝐷 𝒙𝑠 , 𝒙𝑡 = −𝔼𝒙𝑠~𝑋𝑠 log 𝐷 𝑔 𝒙𝑠 − 𝔼𝒙𝑡~𝑋𝑡 log 1 − 𝐷 𝑔 𝒙𝑡 min 𝑔 ℒ𝑚𝑎 𝑔 𝒙𝑡 , 𝐷 𝒙𝑠 , 𝒙𝑡 = −𝔼𝒙𝑡~𝑋𝑡 log 𝐷 𝑔 𝒙𝑡
10 • 条件付き分布におけるラベル間のマッチングや label shift の問題を解決 • Generator 𝑔(𝑋):周辺分布から各クラスの条件付き分布を生成 −
各クラスで生じるドメインの重複を分離 • Discriminator 𝐷(𝑋):クラス識別器 − S / T データに関する条件付き分布の不一致さを推定・最小化 提案手法 ( 3/5 ):Conditional Alignment Loss min 𝐷 ℒ𝑐𝑎𝑘 𝑔 𝒙𝑠 (𝑘), 𝒙 𝑡 (𝑘) , 𝐷 𝒙𝑠 (𝑘), 𝒙 𝑡 (𝑘) = −𝔼 𝒙𝑠 (𝑘) ~𝑋𝑠 log 𝐷 𝑔 𝒙𝑠 (𝑘) − 𝔼 𝒙𝑡 (𝑘) ~𝑋𝑡 log 1 − 𝐷 𝒙 𝑡 (𝑘) min 𝑔 ℒ𝑐𝑎𝑘 𝑔 𝒙𝑠 (𝑘), 𝒙 𝑡 (𝑘) , 𝐷 𝒙𝑠 (𝑘), 𝒙 𝑡 (𝑘) = −𝔼 𝒙𝑡 (𝑘) ~𝑋𝑡 log 𝐷 𝑔 𝒙 𝑡 (𝑘)
11 • Triplet Loss [Schroff+, CoRR2015] の変形を導入 − クラス間の分散を大きく・クラス内の分散を小さくさせる −
ミニバッチ内からアンカー・正例・負例それぞれの特徴量の KL 距離を計算 • 𝒩 ҧ 𝑔 𝒙𝑎 , 𝜎2 はガウシアン分布に従う 提案手法 ( 4/5 ):Soft Triplet Loss 𝒩 ҧ 𝑔 𝒙𝑖 ; ҧ 𝑔 𝒙𝑎 , 𝜎2 = exp( −1 𝜎2 ҧ 𝑔 𝒙𝑖 − ҧ 𝑔 𝒙𝑎 2 2) σ 𝑗=1 𝐾 exp( −1 𝜎2 ҧ 𝑔 𝒙𝑗 − ҧ 𝑔 𝒙𝑎 2 2 ) 𝑖=1 𝐾 ℒ𝑡𝑙 = 𝑎=1 𝑀 1 𝑀𝑝 − 1 𝑝=1 𝑝≠𝑎 𝑀𝑝 KL 𝒩 ҧ 𝑔 𝒙𝑎 , 𝜎2 ||𝒩 ҧ 𝑔 𝒙𝑝 , 𝜎2 − 1 𝑀𝑛 𝑛=1 𝑀𝑛 KL 𝒩 ҧ 𝑔 𝒙𝑎 , 𝜎2 ||𝒩 ҧ 𝑔 𝒙𝑛 , 𝜎2 + α𝑡𝑙 + anchors positives negatives
12 提案手法 ( 5/5 ):4つ損失関数のまとめ ℒDIRL = λ1 ℒ𝑐𝑎_𝑠𝑐 𝑓
∘ 𝑔 𝒙𝑠 , 𝒚𝑠 , 𝒙𝑡 , 𝒚𝑡 + λ2 ℒ𝑚𝑎 𝑔 𝒙𝑡 , 𝐷 𝒙𝑠 , 𝒙𝑡 + λ3 σ 𝑘=1 𝒴 ℒ𝑐𝑎𝑘 𝑔 𝒙𝑠 (𝑘), 𝒙 𝑡 (𝑘) , 𝐷 𝒙𝑠 (𝑘), 𝒙 𝑡 (𝑘) + λ4 ℒ𝑡𝑙 𝑔 𝒙𝑠 , 𝒚𝑠 , 𝒙𝑡 , 𝒚𝑡
13 • 2次元の2クラス分類問題 • Source・Target Domain はガウス分布で生成 − Source Domain:平均
−2.5, −1.5 ・ −1.0, −1.0 − Target Domain :平均 1.0, 1.0 ・ 2.5, 1.5 − 個数はそれぞれ 1000個と100個 • 各モジュールは7個のニューロンからなる 3層の隠れ層で構成 ✓ DIRL は Target Domain に関しても正しく分類 実験結果①:条件付き分布でもクラス分類可能
14 • 実機環境のデータセットが少ない状態で把持タスクができるかどうか 実験結果② (1/3) :把持タスクの Sim-to-Real の実験 𝒙𝑖 𝑆,
𝒚𝑖 𝑆 𝑖=1 𝑁𝑆 𝑁𝑆 = 20,000 ≫ 𝑁𝑅 = 212 𝒙𝑖 𝑅, 𝒚𝑖 𝑅 𝑖=1 𝑁𝑅
15 実験結果② (2/3) :把持タスクの実際の流れ ②物体認識 ②対象物体の 把持の位置を推定 ①カメラ撮影 ④ボックスに格納
16 実験結果② (3/3) :Sim-to-Real の有効性を確認 • 物体認識の精度で性能評価 ✓ 各評価指数で 最も高い精度を獲得
✓ 把持ネットワークを使用した場合 − 86.5 % の精度で拾い上げた − ネットワーク不使用で 76.2 %
17 • ドメイン適応 ( Domain Adaptation )の新たなアルゴリズム DIRL (ドメイン不変表現学習, Domain-Invariant
Representation Learning ) の提案 まとめ ✓ 敵対的学習を含む4つの損失関数の導入 ✓ Sim-to-Real の把持タスクで高い精度を獲得