Upgrade to Pro — share decks privately, control downloads, hide ads and more …

[Journal club] MOKA: Open-Vocabulary Robotic Ma...

[Journal club] MOKA: Open-Vocabulary Robotic Manipulation through Mark-Based Visual Prompting

More Decks by Semantic Machine Intelligence Lab., Keio Univ.

Other Decks in Technology

Transcript

  1. 慶應義塾大学 杉浦孔明研究室 名字氏名 MOKA: Open-Vocabulary Robotic Manipulation through Mark-Based Visual

    Prompting Kuan Fang, Fangchen Liu, Pieter Abbeel, Sergey Levine (UC Berkeley) RSS 2024 慶應義塾大学 杉浦孔明研究室 是方諒介 Fang, K., Liu, F., Abbeel, P., Levine, S. "MOKA: Open-Vocabulary Robotic Manipulation through Mark-Based Visual Prompting.“ RSS 2024.
  2. 概要 背景 ✓ open-vocabularyな指示文に基づく物体操作タスク ✓ 基盤モデルの常識的な知識への期待 提案 ✓ VLMによるhigh/low-levelな2段階のreasoning ✓

    VQAに帰着したkeypoint予測に基づくaffordance検出 結果 ✓ 実機において階層的な物体操作タスクを実施し,既存手法を上回る成功率 ✓ ロボティクス基盤モデルによる拡張性を示唆 2
  3. 背景:open-vocabularyな指示文に基づく物体操作 ◼ 課題 ◼ 指示文の曖昧さ,複雑性,階層性 ◼ 多様かつ未知の物体/環境への汎化 → 常識的な知識を持つ基盤モデルに期待 

    LLMは視覚情報が欠落し,3D空間の認知に弱い ☺ VLMにより,視覚と軌道生成との中間的な affordance表現をkeypointとして獲得 3 "Insert the pink roses into the vase." "Put the scissors in the hand."
  4. 関連研究:VLMによるkeypoint予測を扱う手法は少ない 4 手法 概要 Code as Policies [Liang+, ICRA23] LLMにより,指示文を実行可能なコードに変換

     VLMを用いておらず,視覚的な接地が不十分 VoxPoser [Huang+, CoRL23] voxel value mapを構築し,LLM / VLMを用いてプランニング  性能がvoxel mapの解像度に依存 ViLa [Hu+, 23] GPT-4Vを用いたプランニング  low-levelなスキルを事前に定義する必要がある Code as Policies VoxPoser ViLa
  5. 提案手法:Marking Open-vocabulary Keypoint Affordances (MOKA) ◼ VLM (GPT-4V) によるhigh /

    low-levelな2段階のreasoning ◼ affordance検出を,keypoint / waypoint選択に関するVQAに帰着 ◼ 対象物体の候補点/全体をgrid状に分割した候補領域を観測画像に重畳 5
  6. low-level reasoning (1/2):マーキングによる視覚的なプロンプト ◼ VLMは座標を直接予測するより候補から選択する方が正確 (cf. SoM [Yang+, 23]) ◼

    keypoint候補:PointNet [Qi+, CVPR17] による輪郭上の 点 + 物体の中心1点 ◼ waypoint候補:観測画像全体をgrid状に分割 → そこから一様に1点をサンプリング 7 SoM
  7. 成功例に基づく改良:in-context learning, policy distillation ◼ in-context learning ◼ 3つの成功例(画像,出力)をVLMのプロンプトに追加 ◼

    policy distillation ◼ ロボティクス基盤モデル Octo [Ghosh+, 23] ◼ RT-X [Vuong+, CoRL23] データセットの800Kの軌道でpre-trained ◼ 本タスクにおいて,50の軌道でfine-tuning 9 Octo RT-X
  8. 定性的結果 (1/2):階層的なタスクを正確に実施 ◼ Table Wiping ◼ Laptop Packing 11 "Unplug

    the charge cable and close the lid of the laptop." "Move the eyeglasses onto the yellow cloth and use the brush to sweep the snack package to the right side of the table."
  9. まとめ 背景 ✓ open-vocabularyな指示文に基づく物体操作タスク ✓ 基盤モデルの常識的な知識への期待 提案 ✓ VLMによるhigh/low-levelな2段階のreasoning ✓

    VQAに帰着したkeypoint予測に基づくaffordance検出 結果 ✓ 実機において階層的な物体操作タスクを実施し,既存手法を上回る成功率 ✓ ロボティクス基盤モデルによる拡張性を示唆 13