๐Action Encoding Invariance ๋ฆฌ๋ทฐ
Paper Link (arXiv:2609.23252v1) โ ์ด ๋ฆฌ๋ทฐ๋ arXiv v1(2026-09-19, cs.RO) ์ ์ ๋ณธ์ผ๋ก ์ฝ์๊ณ , HTML ํ๋ณธ๊ณผ arXiv ์์ค tarball(
arxiv.tex+ fig1~4 PDF)์ ํจ๊ป ๋์กฐํ๋ค. ๋ณธ๋ฌธ 6์ + ๋ถ๋ก A~H ์ ์ฒด๊ฐ ๋์์ด๋ค.Code: ๋งํฌ ์์. ๋ ผ๋ฌธ์ ์ฌํ์ฑ ๋ฌธ๋จ์์ โAll results regenerate from the accompanying repositoryโ ๋ผ ํ๊ณ 6์ ์์ โWe release Mezzanine, which implements the procedure end to endโ ๋ผ๊ณ ์ด๋ฆ๊น์ง ๋ฐํ์ง๋ง, v1 ๋ณธ๋ฌธยท์ฐธ๊ณ ๋ฌธํยทLaTeX ์์ค ์ด๋์๋ ์ ์ฅ์ URL์ด ์๋ค. ์์ค์ ๋ฑ์ฅํ๋ ์ ์ผํ GitHub ๋งํฌ๋ ๋ฐ์ดํฐ์ ๋๊ตฌ์ธ huggingface/lerobot์ด๋ค. (โ ์ด ๋ฆฌ๋ทฐ์ ์ฝ๋ ์ฌํยท์ฌ๋ผ์ด๋๊ฐ ์๋ ์ด์ ๋ค.)
Project page: ์์. ๋ฐ๋ชจ ์์๋ ์๋ค.
Ahmed Karim, Leon Chlon
Hassana Labs / University of Oxford / University College London โ arXiv preprint, 2026 (LaTeX ์์ค๊ฐ
iclr2027_conference.sty๋ฅผ ์ฐ๋ฏ๋ก ICLR 2027 ํฌ๊ณ ๋ณธ์ผ๋ก ์ถ์ ๋๋, ๋ ผ๋ฌธ์ ํํ ํ๊ธฐ๋ ์๋ค)
- ๐ก โ๊ฐ์ ๋์์ ๋ค๋ฅด๊ฒ ์ ์์ ๋ฟ์ธ๋ฐ world model์ด ๋ด์๋ฆฌ๋ฅผ ํ๋คโ โ ๋ก๋ด ์ก์ ์ ์ ๋ ๊ด์ ๋ชฉํ๋ก ์ฐ๋๋ ํ์ฌ ์ํ ๋๋น ๋ณํ๋(๋ธํ)์ผ๋ก ์ฐ๋๋๋ ์ปจํธ๋กค๋ฌ ์ธํฐํ์ด์ค ์ฌ์ ์ผ๋ก ์ ํด์ง๋ ํ๊ธฐ ๋ฌธ์ ์ธ๋ฐ, ์ก์ ์ ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก ๋ฐ๋ latent dynamics model์ ์ด ํ๊ธฐ๋ฅผ ์๋ฌต์ ์ผ๋ก ๋ฌผ๋ ค๋ฐ๊ณ , ํ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๊ฟ ๋ฃ์ผ๋ฉด ๊ทธ๋ฅ ๋๋น ์ง๋ ๊ฒ ์๋๋ผ ๋ค๋ฅธ ์ง๋ฌธ์ ๋ตํ๋ค.
- โ๏ธ โ์ด๊ฒ ์ง์ง ์ฌํ๊ธฐ(re-parameterization)์ธ๊ฐโ๋ฅผ ๋จผ์ ์ฆ๋ช ํ๊ณ ๊ณ ์น๋ค โ ์์ธก ๋๋ฑ์ฑ(necessary)๊ณผ ์ํธ ๋ณต์๊ฐ๋ฅ์ฑ(sufficient certificate)์ผ๋ก ๋ณํ์ ์ ๊ฒฉ์ฑ(admissibility) ์ ํ์ ํ๊ณ , ํต๊ณผํ ์ถ์ ๋ํด์๋ง ๋ชฉ์ ํจ์๋ฅผ orbit ์์์ ํ๊ท ๋ด๊ณ ๋ถ์ผ์น ํ๋ํฐ \lambda ๋ฅผ ๋ํด ์๋ฆฌํ๋ค. ์ถ๋ ฅ ํ๊ท ์ด ์๋๋ผ ๋ชฉ์ ํ๊ท ์ด์ด์ผ ํ๋ ์ด์ ๋ ๋ฐฉํฅ(๋จ์๋ฒกํฐ) ์์ธก์์ Jensen ๋ณด์ฅ์ด ๊นจ์ง๋ค๋ ๋ฐ๋ก๋ก ์ฆ๋ช ํ๋ค.
- ๐ฏ ๋ก๋ด ๋ฐ์ดํฐ์ 3์ข ยท๋ชจํด๋ก์ง 2์ข ์์ ํ๊ธฐ๋ง ๋ฐ๊พธ๋ฉด ๊ฒ์ rank๊ฐ 2.6~13.4๋ฐฐ ๋ฌด๋์ง๊ณ , ๋ชฉํ ์กฐ๊ฑด ์ก์ ์ ํ์ 53.1% โ 15.4%, PushT์์๋ ๋ ๋ฏฟ์์ด ๊ฑฐ์ ์ง๊ต(\cos=0.067, ์ต์ -0.377)ํ๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ๋ ํ๊ธฐ๋ ๊ฒฐํฉ ์ ๋ ฅ ๊ธฐ์ค R^2=0.996 ๋ก ์๋ก ์์ ๋ณต์ ๊ฐ๋ฅ โ ์ ๋ณด๋ ํ๋๋ ์ ์์๋ค. ์๋ฆฌํ๋ฉด held-out rank 61.5\to5.19, ์ต์ ์ผ์น๋ 0.779\to0.995.
๐ Ping Review
๐ Ping โ A light tap on the surface. Get the gist in seconds.
๋ก๋ด์๊ฒ โํ๊ฟ์น๋ฅผ 30๋๋กโ๋ผ๊ณ ๋งํ๋ ๊ฒ๊ณผ โํ๊ฟ์น๋ฅผ ์ง๊ธ๋ณด๋ค 5๋ ๋โ๋ผ๊ณ ๋งํ๋ ๊ฒ์ ๊ฐ์ ๋์์ด๋ค. ํ์ฌ ๊ฐ๋๊ฐ 25๋๋ผ๋ฉด ๋์ ์ ํํ ๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด๊ณ , ํ์ฌ ์ํ s_t ๋ง ์๋ฉด ์๋ก๋ฅผ ์๋ฒฝํ๊ฒ ์ฎ๊ฒจ ์ ์ ์ ์๋ค.
a_{\mathrm{rel}} = a_{\mathrm{abs}} - s_t
์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ง๋ฌธ์ ๋จ์ํ๋ค. ํ์ต๋ world model์๊ฒ ๊ฐ์ ๊ถค์ ์ ๋ ํ๊ธฐ๋ก ๊ฐ๊ฐ ๊ฑด๋ค๋ฉด, ๊ฐ์ ๋ฏธ๋๋ฅผ ์์ธกํ๋๊ฐ? ๋ต์ โ์ ํ ์๋๋คโ์ด๋ค.

๊ฐ์ ๊ถค์ , ๋ค๋ฅธ ํ๊ธฐ(Fig. 1) โ ๊ฐ ํ์ด ํ ์คํธ ํ ๊ฑด. ์ผ์ชฝ๋ถํฐ ์์ t ์ ๊ด์ธก, ์ค์ ๋ฏธ๋ t+\Delta, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋์ผํ ์ก์ ์๋์ฐ๋ฅผ ์ ๋/์๋ ํ๊ธฐ๋ก ๊ฐ๊ฐ ๋ฃ์์ ๋ ๊ฒ์๋ ํ๋ ์. ์ด๋ก=์ ๋ต, ์ฃผํฉ=์ค๋ต. ์ ๋ ํ๊ธฐ๋ก๋ ๋งํ๊ณ ์๋ ํ๊ธฐ๋ก๋ ์์ ํ ๋ค๋ฅธ ์ฅ๋ฉด์ ๊ฐ์ ธ์จ๋ค. ๋ ผ๋ฌธ์ 384๊ฑด ์ค 125๊ฑด์ด โ์ ๋ ์ ๋ตยท์๋ ์ค๋ตโ์ด๊ณ ๊ทธ์ค 95๊ฑด์ด ๋ค๋ฅธ ์ํผ์๋์์ ์จ ์ค๋ต์ด๋ผ๊ณ ๋ฐํ๋ค.
ํต์ฌ ๋ฐฉ๋ฒ๋ก . ๋ ผ๋ฌธ์ ์ธ ๋จ๊ณ๋ก ๊ฐ๋ค.
(1) ์ ์ด๋ฐ ์ผ์ด ์ผ์ด๋๋๊ฐ (ยง2). ํ์ต ๋ชฉ์ ํจ์๋ โํ๊ธฐ(notation)โ์ โ์ฌ์ค(fact)โ์ ๊ตฌ๋ณํ์ง ์๋๋ค. ๋ ํ๊ธฐ๊ฐ ๊ณต์ ํ๋ ๋ถ๋ถ์ Z, ๋์ ๊ตฌ๋ณํ๋ ์ขํ๋ฅผ G ๋ผ ๋๊ณ , ์์ธก๊ธฐ ํด๋์ค \mathcal{F} ๊ฐ G ๋ฅผ ๋ชป ๋ณด๊ฒ ์ ํ๋์ ๋ ํฌ๊ธฐํ๋ ์ํ๋น ๋ถํธ ๊ธธ์ด๋ฅผ I^{\mathcal{F}}_{\hat P}(Y;G\mid Z) ๋ผ ํ๋ฉด, 2-part MDL์์
\mathrm{MDL}_n(\mathcal{F}_{\mathrm{inv}})-\mathrm{MDL}_n(\mathcal{F}) =\underbrace{L(\mathcal{F}_{\mathrm{inv}})-L(\mathcal{F})}_{\text{architectural}} + n\cdot I^{\mathcal{F}}_{\hat P}(Y;G\mid Z)
์ด๋ค. ์ฆ ๊ตฌ์กฐ์ ์ ์ฝ์ด ์ํ๋น ํญ์ ๋ชป ๋ฎ์ผ๋ฉด ์ต์ ํ๊ธฐ๋ ํ๊ธฐ๋ฅผ ์จ๋จน๋ ์ชฝ์ ๊ณ ๋ฅธ๋ค.
(2) ์ด๊ฒ ์ฌํ๊ธฐ์ธ๊ฐ, ๋ค๋ฅธ ์ ๋ ฅ์ธ๊ฐ (ยง3). ๋ถ๋ณ์ฑ์ ๊ฐ์ ํ๋ ๊ฒ ์ฌ์(projection) ์ธ์ง ๋ญ๊ฐ๊ธฐ(blurring) ์ธ์ง๋ ์ซ์๋ง ๋ด์ ๊ตฌ๋ณ์ด ์ ๋๋ค. Theorem 2๊ฐ ๊ฐ๊ฒฉํ๋ฅผ ๋ถ์ธ๋ค. orbit-constant ์์ธก๊ธฐ์ ์ต์ log loss R_{\mathrm{inv}} ์ ๋ํด
R_{\mathrm{inv}} = H(Y\mid Q) \ \ge\ \max_v R(\varphi_v), \qquad R_{\mathrm{inv}} - \min_v R(\varphi_v) \ \ge\ \delta := \max_v R(\varphi_v) - \min_v R(\varphi_v)
parity gap \delta ๊ฐ ๋ถ๋ณ์ฑ์ ๊ฐ์ ํ ๋ ์๋ ๊ฒ์ ํํ์ด๋ค. ์ด ํ ์คํธ๋ก ์ ์๋ค์ด ์ ์ํ๋ ๋ค ์ถ ์ค ์ธ ๊ฐ๊ฐ ๊ธฐ๊ฐ๋๋ค(photometric jitter, ์นด๋ฉ๋ผ ์ ํ, action-window ์์ฝ). ํต๊ณผํ ์ถ์ด ์ ๋/์๋ ์ก์ ์ธ์ฝ๋ฉ์ธ๋ฐ, ์ค์ํ ๊ฑด ๊ฒฐํฉ ์ ๋ ฅ์ผ๋ก ํ๊ฐํด์ผ ํ๋ค๋ ๊ฒ โ ์ก์ ์ฑ๋๋ง ๋ณด๋ฉด R^2=0.757 ๋ก โ๋ถ์ ๊ฒฉโ ์คํ์ด ๋์ค๊ณ , ์ํ์ ํจ๊ป ๋ณด๋ฉด R^2=0.996 ์ด๋ค.
(3) ์๋ฆฌ (ยง4). ์ธ์ฆ๋ ์ถ์ ๋ํด ๋จ์ผ ์์ธก๊ธฐ g_\theta ๋ฅผ ๋ชจ๋ ํ๊ธฐ์์ ๋งํ๋๋ก, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ํ๊ธฐ๋ผ๋ฆฌ ์ค์ค๋ก ์ผ์นํ๋๋ก ํ์ต์ํจ๋ค.
\mathcal{L}(\theta)=\frac1K\sum_v \ell\big(g_\theta(z,\phi_v(a)),y\big) \;+\;\lambda\cdot\frac{2}{K(K-1)}\sum_{v<w} d\big(g_\theta(z,\phi_v(a)),\,g_\theta(z,\phi_w(a))\big)
ํ๊ท ์ด ์์ค ์์ ๋์ฌ ์๋ค๋ ๊ฒ ์์ ์ด๋ค. ์ถ๋ ฅ ์์ ํ๊ท ์ ๋๋ ์์ฐ์ค๋ฌ์ด ๋์์ ํ๋ฅ ์์ธก์์๋ Jensen ๋ถ๋ฑ์์ผ๋ก ๋ณด์ฅ๋์ง๋ง, ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์์ธก์ ๋จ์ ๋ฒกํฐ(๋ฐฉํฅ) ๋ผ ๋ณด์ฅ์ด ์ฌ๋ผ์ง๋ค(Proposition 3).
์ฃผ์ ๊ฒฐ๊ณผ.
| Dataset | ๋ชจํด๋ก์ง | Canon. rank | Held-out rank | Collapse | cos mean | cos worst |
|---|---|---|---|---|---|---|
aloha_mobile_cabinet |
14-D ์ํ, 50 fps | 6.19 | 61.5 | 9.9ร | 0.370 | โ0.178 |
aloha_static_coffee |
14-D ์ํ, ์ ๊ท ํ์คํฌ | 3.97 | 53.3 | 13.4ร | 0.371 | โ0.096 |
pusht |
2-D ํ๋ฉด pusher, 10 fps | 66.2 | 169.8 | 2.6ร | 0.067 | โ0.377 |
- ์ ์ด ์คํจ: ๋ชฉํ ์กฐ๊ฑด ์ก์ ์ ํ(32๊ฐ ํ๋ณด top-1, chance 0.031)์ด ์๊ธฐ ํ๊ธฐ์์ 53.1%, ๋๋ฑํ ๋ค๋ฅธ ํ๊ธฐ์์ 15.4%.
- ์๋ฆฌ ํจ๊ณผ: ๋ ํ๊ธฐ pooled ํ์ต(\lambda=0)๋ง์ผ๋ก held-out rank 61.5\to5.98, ์ก์ ์ ํ 15.4\%\to40.1\%. ํ์ง๋ง ์ต์ ์ผ์น๋๋ 0.779์ ๋จธ๋ฌธ๋ค. ๋ถ์ผ์น ํ๋ํฐ(\lambda=16)๊ฐ ์ด๊ฑธ 0.995๋ก ๋์ด์ฌ๋ฆฐ๋ค โ ๋์ canonical ์ก์ ์ ํ์ 44.3\%\to41.1\% ๋ก ์ฝ 3์ ์ํด.
- ๋กค์์: 4์ด hop์ ๋ฐ๋ณตํ๋ฉด ํ๊ท ์ผ์น๋๋ ํํํ์ง๋ง ์ต์ ์ ๋ค๋ฅด๋ค. teacher๋ ์นจ์๋๊ณ (0.242@hop3, cabinet), \lambda=0 ์ ๋ฆ์ถ ๋ฟ์ด๋ฉฐ, \lambda=16 ๋ง ๋ฒํด๋ค(0.997). PushT์์๋ \lambda=0 ์ด ์ถ์ ์์ ๋ชป ๊ณ ์น๋ค โ hop2์์ ์ต์ ์ด ์์(-0.348).
๊ฒฐ๋ก . โorbit ์์์ ํ๊ท ๋ด๋ผโ๋ ์๋ฆฌ ์์ฒด๋ ํ ์ค์ด๋ค. ์ด๋ ค์ด ๊ฑด ์ด๋ orbit์ธ์ง, ๊ทธ๊ฒ ์ ์ด์ ๋์นญ์ด๊ธด ํ์ง, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์์ธก์ด ๋ฐฉํฅ๊ฐ์ผ ๋ ํ๊ท ์ ์ด๋์ ๋์์ผ ํ๋์ง์ด๋ฉฐ, ๊ทธ๊ฒ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ๋ด์ฉ์ด๋ผ๊ณ ์ ์๋ค์ด ์ง์ ๋ชป ๋ฐ๋๋ค.
๐ Ring Review
๐ Ring โ Strike it and listen. Let the paper resonate.
ํ ์ค๋ก ์์ํ์: ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ โ๋ก๋ด world model์ด ๋ฐฐ์ฐ๋ ๊ฒ ์ค ์ผ๋ถ๋ ์ธ๊ณ๊ฐ ์๋๋ผ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ช ๋ น์ ์ ๋ ๋ฐฉ์โ์ด๋ผ๋ ๊ฒ์ ์ธก์ ํ๊ณ , ๊ทธ๊ฒ์ด ์ธก์ ํ ๊ฐ์น๊ฐ ์๋ ์ข ๋ฅ์ ๊ฒฐํจ์์ ๋จผ์ ์ฆ๋ช ํ ๋ค์, ๊ณ ์น๋ค.
๋ฐฐ๊ฒฝ โ ์ฒ์ ๋ณด๋ ์ฌ๋์ ์ํ ์ฉ์ด ์ ๋ฆฌ
์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ๊ฐ๋ ๋ฐ๋๊ฐ ๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์๋ ๋ ผ๋ฌธ์ ์ค์ ๋ก ๋์ค๋ ๊ฐ๋ ๋ง ๊ณจ๋ผ ์ ์๋ถํฐ ์ธ์ด๋ค.
world model, ๊ทธ์ค์์๋ latent dynamics model
World model์ โ์ง๊ธ ์ํ์์ ์ด ํ๋์ ํ๋ฉด ๋ค์์ ๋ฌด์์ด ๋ฒ์ด์ง๊นโ๋ฅผ ์์ธกํ๋ ํ์ต๋ ๋ชจ๋ธ์ด๋ค. ๋ก๋ด์๊ฒ๋ ์ค์ ๋ก ์์ง์ฌ๋ณด์ง ์๊ณ ๋จธ๋ฆฟ์์ผ๋ก ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ๋ ๋ฅ๋ ฅ์ ํด๋นํ๋ค.
์ด ์์ธก์ ํฝ์ ๊ณต๊ฐ์์ ํ ์๋ ์๋ค(๋ค์ ํ๋ ์ ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ๊ทธ๋ ค๋ธ๋ค โ Dreamer ๊ณ์ด, ๋ ผ๋ฌธ์ Hafner et al. 2023์ ์ธ์ฉ). ํ์ง๋ง ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ latent ๊ณต๊ฐ์์ ํ๋ค. ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ์ธ์ฝ๋์ ๋ฃ์ด ๋์จ ๋ฒกํฐ z_t(latent, ์ ์ฌ ํํ)๋ง ๋ค๋ฃจ๊ณ , ๋ค์ ์์ ์ ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ๋ณต์ํ์ง ์๋๋ค. ์ด๋ฐ ๊ณ์ด์ ๋ ผ๋ฌธ์ decoder-free / joint-embedding ๋ชจ๋ธ์ด๋ผ ๋ถ๋ฅด๊ณ LeCun(2022)ยทI-JEPA(Assran et al. 2023)ยทV-JEPA 2(2025)ยทTD-MPC2(Hansen et al. 2024)๋ฅผ ๋ ๋ค.
์ ์ด ์ ํ์ด ์ค์ํ๊ฐ? ์ ์๋ค์ ๋ ผ๋ฆฌ๊ฐ ์ฌ๊ธฐ์ ์ ๊ตํ๋ค. ํฝ์ ๋ณต์ ํญ์ด ์์ผ๋ฉด ์ด๋ฏธ์ง ์ ํธ๊ฐ latent๋ฅผ ์ง์ ๋ถ์ก์ ์ค๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฉด ์ก์ ์ฑ๋์ด ์กฐ๊ฑด๋ถ์ฌ๋ฅผ ํผ์ ์ง์ด์ง์ง ์์ผ๋ฏ๋ก, ์ก์ ์ชฝ ๊ฒฐํจ์ด ๋ค๋ฅธ ๋ฐ์ ์ค๋ ๊ฐ๋ ์ ํธ์ ๋ถ๋ถ์ ์ผ๋ก ๊ฐ๋ ค์ง๋ค. ๋ฐ๋๋ก ์ฌ๊ธฐ์๋ ์ธ์ฝ๋๊ฐ ๋๊ฒฐ(frozen) ๋์ด ์๊ณ ์ญ๋ณํ๋์ง๋, ๊ฐฑ์ ๋์ง๋ ์๋๋ค โ โ์์ธก๊ธฐ๊ฐ ๋ฐฐ์ฐ๋ ์ ์ผํ ๊ฒ์ ์ก์ ์ด latent๋ฅผ ์ด๋ป๊ฒ ์์ง์ด๋๊ฐโ ๋ค. ๊ทธ๋์ ์ธก์ ๋ ๊ฒ์ ๋ ๋๋ง์ด๋ augmentation ์ ์ฑ ์ ์ฑ์ง์ด ์๋๋ผ ์ ์ด ๋ฐ์ดํฐ ์์ฒด์ ์ฑ์ง์ด๋ผ๋ ์ฃผ์ฅ์ด ์ฑ๋ฆฝํ๋ค. ์ด๊ฒ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ด ๋งํ๋ โdiagnosticโ ๊ฐ์น๋ค.
๊ด๋ จํด์ latent world model ๊ณ์ด์ ์ด ๋ธ๋ก๊ทธ์ NewtWM ๋ฆฌ๋ทฐ(๋ฉํฐํ์คํฌ ์ฐ์์ ์ด world model), SWM ๋ฆฌ๋ทฐ(์๋ฏธ ๊ณต๊ฐ world model), VTWM ๋ฆฌ๋ทฐ(์๊ฐ-์ด๊ฐ world model)์์ ๋ค๋ฃฌ ์ ์ด ์๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ๊ทธ ๊ณ์ด ์ ์ฒด์ ๋ํ ๊ฐ์ฌ(audit) ๋๊ตฌ์ ๊ฐ๊น๋ค.
action representation: absolute vs relative(delta)
๋ก๋ด ์ ์ฑ ์ ๋งค ์คํ ์ก์ ์ ์ถ๋ ฅํ๋๋ฐ, ๊ทธ ์ซ์๊ฐ ๋ฌด์์ ๋ปํ๋์ง๋ ์ปจํธ๋กค๋ฌ ์ธํฐํ์ด์ค๊ฐ ์ ํ๋ค.
- Absolute(position control): โ๊ด์ 1์ 0.30 rad ๋ก ๊ฐ๋ผ.โ ์ซ์ ์์ฒด๊ฐ ๋ชฉํ ์์ธ๋ค.
- Relative / delta(delta control): โ๊ด์ 1์ 0.05 rad ๋งํผ ๋ ๊ฐ๋ผ.โ ์ซ์๋ ํ์ฌ ์ํ ๋๋น ๋ณํ๋์ด๋ค.
๋ ผ๋ฌธ์ ํต์ฌ ๊ด์ฐฐ์ ๋์ด ๊ฐ์ ๊ถค์ ์ ์์ ํ๋ค๋ ๊ฒ์ด๋ค. ํ์ฌ ์ํ s_t ๋ง ์ฃผ์ด์ง๋ฉด
a_{\mathrm{rel}} = a_{\mathrm{abs}} - s_t
๋ก ์ ํํ ์๋ก๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด๋ ์ชฝ์ ์ธ์ง๋ ํ์ต๊ณผ ๋ฌด๊ดํ ์ด์ ๋ก ์ ํด์ง๋ค โ ์ปจํธ๋กค๋ฌ ์ธํฐํ์ด์ค, ํ ๋ ์คํผ๋ ์ด์ ์ฅ๋น, ์ด์ ํ๋ก์ ํธ๊ฐ ๋ญ ์ผ๋์ง. ๋ ผ๋ฌธ์ด ์ง์ ์ด ํํ์ด๋ค.
โ ๏ธ ์ปจํธ๋กค๋ฌ๊ฐ ๋์๊ฒ ์ค ์ฌ์ ์ ๋ณด์๋ โjoint/EE spaceโ, โtokenizationโ์ด ๊ฐ๋ ํ๋ณด๋ก ๋ค์ด ์์๋ค. ์๋ฌธ์๋ EE(end-effector) ๊ณต๊ฐ ์ถ๋, ์ก์ ํ ํฌ๋์ด์ ์ด์ ๋ ๋์ค์ง ์๋๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ด ๋ค๋ฃจ๋ ์ก์ ์ถ์ ์ค์ง absolute joint targets vs state-relative deltas ํ๋์ด๋ฉฐ, ๊ธฐ๊ฐ๋ ์ธ ์ถ์ photometric jitter / ์นด๋ฉ๋ผ ์ ํ / action-window ์์ฝ์ด๋ค. ์ฌ๊ธฐ์๋ ์๋ฌธ์ ๋ฐ๋ฅธ๋ค.
orbit, orbit-constancy, dispersion
์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ๋ผ๋ ์ฉ์ด๋ค. ์ฐจ๊ทผ์ฐจ๊ทผ.
- ์ด๋ค ์ํฉ X(์ฌ๊ธฐ์๋ โ์ง๊ธ latent + ์์ผ๋ก ๋ด๋ฆด ๋ช ๋ น ๊ถค์ โ)๋ฅผ ๋ชจ๋ธ์๊ฒ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง ์๋ค. ์ด ๋ฐฉ๋ฒ ๊ฐ๊ฐ์ view \varphi_v ๋ผ ํ๋ค. ์ฌ๊ธฐ์๋ K=2: ์ ๋ ํ๊ธฐ์ ์๋ ํ๊ธฐ.
- ํ๋์ x ๋ฅผ ๋ชจ๋ view๋ก ์ ์ด๋์ ์งํฉ \{\varphi_1(x),\dots,\varphi_K(x)\} ์ด orbit(๊ถค๋)์ด๋ค. โ๊ฐ์ ๊ฒ์ ์ ๋ ๋ชจ๋ ๋ฐฉ์๋ค์ ๋ชจ์โ์ด๋ผ๊ณ ์ฝ์ผ๋ฉด ๋๋ค.
- ์์ธก๊ธฐ f ๊ฐ orbit-constant๋ผ๋ ๊ฒ์ f(\varphi_v(x))=f(\varphi_w(x)) ๊ฐ ๋ชจ๋ x,v,w ์์ ์ฑ๋ฆฝํ๋ค๋ ๋ป โ ํ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๊ฟ๋ ๋ต์ด ์ ๋ฐ๋๋ค. ์ด๊ฒ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ด ๋งํ๋ โ๋ถ๋ณ์ฑ(invariance)โ์ด๋ค.
- dispersion(๋ถ์ฐ๋)์ ๊ทธ ๋ฐ๋์ ์ ๋, ์ฆ ํ orbit ์์์ ์์ธก๋ค์ด ์ผ๋ง๋ ์๋ก ํฉ์ด์ง๋๊ฐ๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์์๋ ๋ ํ๊ธฐ์ ์์ธก ๋ฒกํฐ ์ฌ์ด ์ฝ์ฌ์ธ ์ ์ฌ๋๋ก ์ฐ๋ค(ํ๊ท ๊ณผ ์ต์ ๊ฐ ๋ ๋ค).
๋น์ ๋ก ์ ๋ฆฌํ๋ฉด: ๊ฐ์ ์ฃผ์๋ฅผ โ์์ธ์ ์ข ๋ก๊ตฌ โฆโ๋ก ์ ๋๋ โJongno-gu, Seoul, โฆโ๋ก ์ ๋๋๋ค. ๋ฐฐ๋ฌ์์ด ๋ ๋ค ๊ฐ์ ์ง์ ๊ฐ์ผ ์ ์์ด๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ด ์ก์๋ธ ๋ฐฐ๋ฌ์์ ํ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๋ฉด ๋ค๋ฅธ ๋๋ค๋ก ๊ฐ๋ค.
๊ทธ๋ฐ๋ฐ ์ โ๊ทธ๋ฅ distribution shift ์๋๋โ๊ฐ ์๋๊ฐ
์ฌ๊ธฐ๊ฐ ๋ ผ๋ฌธ์ ๋ ผ์ฆ์์ ์ ์ผ ์ค์ํ ๋งค๋ญ์ด๋ค. ํ๋กํ ์ฝ๋ง ๋ณด๋ฉด ํ ์ธ์ฝ๋ฉ์ผ๋ก ํ์ตํ๊ณ ๋ค๋ฅธ ์ธ์ฝ๋ฉ์ผ๋ก ํ ์คํธํ๋ ๊ฒ์ด๋ฏ๋ก ๋ถํฌ ๋ณํ๊ฐ ๋ง๊ณ , ๋ ผ๋ฌธ๋ ์๋ก์ด ํ์์ด๋ผ ์ฃผ์ฅํ์ง ์๋๋ค(โA certified special case of covariate shiftโ๋ผ๊ณ ์ ์ ๋ชฉ์ ๋ถ์๋ค).
๋ฌธ์ ๋ ๋ณดํต์ covariate shift ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ โ๋ค๋ฅธ ๋ถํฌโ์ โ์ ๋ณด๊ฐ ์ ์โ์ ๋ค์๋๋ค๋ ์ ์ด๋ค. ์ด ๋์ ํจ์๊ฐ ์ ๋ฐ๋๋ค.
- ๋ฐ๋ ์ ๋ ฅ์ด ๋ชฉํ์ ๋ํด ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ ๋ด๊ณ ์๋ค๋ฉด โ ์ฑ๋ฅ ์ ํ๋ ์ฌ๋ฐ๋ฅธ ํ๋์ด๊ณ ๊ณ ์น ๊ฒ ์๋ค.
- ์ ๋ณด๊ฐ ๋๊ฐ์ด ๋ค์ด ์๋ค๋ฉด โ ์ ํ๋ ๋ชจ๋ธ์ ๊ฒฐํจ์ด๊ณ ๊ณ ์ณ์ผ ํ๋ค.
๋ ผ๋ฌธ์ ๋ ๋ฒ์งธ์์ ์ฆ๋ช ํ๋ค: ๊ฒฐํฉ ์ ๋ ฅ ๊ธฐ์ค ๋ ์ธ์ฝ๋ฉ์ R^2=0.996 ์ผ๋ก ์ํธ ๋ณต์ ๊ฐ๋ฅํ๊ณ task-R^2 ์ฐจ์ด๋ 0.003์ด๋ค. ๊ทธ๋์ ์ฃผ์ฅ์ด โbrittlenessโ์์ โ๋ชฉํ์ ๋ํด ์๋ฌด ์ ๋ณด๋ ๋๋ฅด์ง ์๋ ๋ณํ์ ๋ํ brittlenessโ ๋ก ๊ฒฉ์๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ๋ํด ์ ํ๊ฐ ์ฐ์ํ์ง ์๋ค โ ๋ณดํต ๋ถํฌ ๋ฐ์ผ๋ก ๋ฐ๋ฆฐ ๋ชจ๋ธ์ ๋ ธ์ด์ฆ๊ฐ ์ปค์ง ๋ฟ์ธ๋ฐ, ์ด ๋ชจ๋ธ์ ๋ค๋ฅธ ์ง๋ฌธ์ ๋ตํ๋ค(PushT์์ \cos=0.067, ์ต์ -0.377, ์ฆ ๋ฐ๋ ๋ฐฉํฅ).
๋ฐฉ๋ฒ ์์ธ
ยง2 โ ์์ธก๊ธฐ๊ฐ ํ๊ธฐ๋ฅผ ์กด์คํ ์ด์ ๊ฐ ์๋ค๋ ๊ฒ์ ์ ํํ ๊ฐ๊ฒฉ
์ง๊ด์ ์ด๋ ๋ค. log loss๋ก (z_t,a_{\mathrm{abs}}) ์์ ์ ํฉ์ํจ ๋ชจ๋ธ์ a_{\mathrm{abs}} ์์์ ๋ฏธ๋๋ฅผ ์์ธกํ๋ ๋ฐ ์ธ ์ ์๋ ๊ฑด ๋ญ๋ ์ด๋ค. ๊ฑฐ๊ธฐ์ โ๋ช ๋ น์ ๋ธํ๊ฐ ์๋๋ผ ์ ๋ ๋ชฉํ๋ก ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์๊ธด ๋ถ์ฐ๋ฌผโ๋ ํฌํจ๋๋ค. ๊ทธ ๋ถ์ฐ๋ฌผ์ด ํ์ต ๋ถํฌ์์ ๋ต๊ณผ ์๊ด๋๋ฉด ๊ทธ๊ฑธ ์ฐ๋ ์ชฝ์ด ์ค๋ช ๊ธธ์ด๊ฐ ์งง์์ง๊ณ , ์ต์ ํ๊ธฐ๋ ์ํจ ๋๋ก ํ ๋ฟ์ด๋ค.
์ด ์ง๊ด์ ์ ํํ ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋ถ๋ ๊ณณ์ด ์ (1)์ MDL ๋ถํด๋ค. ์์ Ping์ ์ ์ ์์ด ๊ทธ๊ฒ์ด๊ณ , ์ฝ๋ ๋ฒ์:
- ์ผ์ชฝ(architectural) ํญ: ๋ถ๋ณ ํด๋์ค๋ฅผ ๊ธฐ์ ํ๋ ๋น์ฉ ์ฐจ์ด. ํํ์ด ์ ์ด์ ๊ทธ ๊ตฌ๋ณ์ ์ง์๋ฒ๋ ธ๋ค๋ฉด ๊ณต์ง๋ค. ๋ ผ๋ฌธ์ ํํ์ผ๋ก โ์ ๋ ๊ด์ ๋ชฉํ๋ฅผ ๋ณธ ์ ์๋ ์ธ์ฝ๋๋ ๊ทธ๊ฒ์ ์ ํธํ ์ ์๋ค.โ
- ์ค๋ฅธ์ชฝ(per-sample) ํญ n\cdot I^{\mathcal{F}}_{\hat P}(Y;G\mid Z): ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๋ง์์ง์๋ก ์ ํ์ผ๋ก ์ปค์ง๋ค. ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋๋ฆฌ๋ฉด ๋์์ง๋์ง๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ํญ์ด๋ค.
๋ถ๋ก E๋ ์ด ํญ์ด ์์๊ฐ ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ์ธ ์ฒด์ ๋ก ๋๋๋ค. ์ด ๊ตฌ๋ถ์ด ์คํ ํด์์ ์ ์ ๊ฐ ๋๋ฏ๋ก ๊ทธ๋๋ก ์ฎ๊ธด๋ค.
| ์ฒด์ | ์ํฉ | I^{\mathcal{F}}(Y;G\mid Z) | ํจ์ |
|---|---|---|---|
| (i) | ๊ทธ๋ฃน ์ขํ๊ฐ ๋ชฉํ์ ๋ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ค์ ๋ก ๋ด์ | ์์(๋ชจ์ง๋จ ํญ) | ๋ถ๋ณ์ฑ ๊ฐ์ ๋น์ฉ์ด n ์ ์ ํ ์ฆ๊ฐ. ๋์นญ์ด ์๋์๋ ๊ฒฝ์ฐ โ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ๋์์ด ์๋ |
| (ii) | ๋ชฉํ๊ฐ ์ ํํ ๋ถ๋ณ์ด๊ณ ๋ ํด๋์ค๊ฐ ์ต์ ์ ๋ฌ์ฑ | 0 + \Delta_{\mathrm{mis}} | ์ ํ ์ฑ์ฅ์ ์ฌ๋ผ์ง๊ณ ์ ํํ๋ณธ ๋ถ๋ด๋ง ๋จ์(orbit ํฌ๊ธฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ปค์ง๊ณ n ์ ๋๋ฆฌ๊ฒ ๊ฐ์) |
| (iii) | ๋ผ๋ฒจ์ด ๊ทธ ์ขํ๋ฅผ ํ ๋ฒ๋ ํ์ฌํ์ง ์์ | ๋ชฉ์ ํจ์๊ฐ ์ด๋ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก๋ ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ ๋งค๊น | n ์ ๋ํ ์ด๋ค ์ฝ๊ธฐ๋ ์ ์ฉ ์ ๋จ. ยง5๊ฐ ๋ค๋ฃจ๋ ๊ฒฝ์ฐ |
๋ ผ๋ฌธ์ด ๋ค๋ฃจ๋ ์ก์ ์ธ์ฝ๋ฉ ์ถ์ด (iii)์ธ ์ด์ ๋ ๋ช ํํ๋ค: teacher๋ canonical ์ธ์ฝ๋ฉ๋ง์ผ๋ก ํ์ต๋๋ฏ๋ก, ๋ ํ๊ธฐ๋ฅผ ๊ตฌ๋ณํ๋ ์ขํ๊ฐ ๋ผ๋ฒจ์ ์ํด ๋จ ํ ๋ฒ๋ ํ์ฌ๋์ง ์๋๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ์ ์๋ค์ Definition 1(make/break ๊ธฐ์ค) ๋ ์ธ์ด๋ค. ํ์คํฌ ์งํ M ๊ณผ dispersion ์งํ A ์ ๋ํด held-out์์ \Delta M,\Delta A ์ ๋ถํธ์คํธ๋ฉ ์ ๋ขฐ๊ตฌ๊ฐ์ ๊ตฌํด, \Delta A ์ ๊ตฌ๊ฐ์ด ์๊ฒฉํ ์์์ด๊ณ \Delta M ์ ๊ตฌ๊ฐ์ด -\varepsilon ์ด์์ผ๋ก ํํ๋๋ฉด make, ์๋๋ฉด break. ์์ ์ โorbit-constancy๋ dispersion์ ํญ์ ์ค์ด์ง๋ง ์ ํ๋๋ฅผ ๋ณด์กดํ๋ค๋ ๋ณด์ฅ์ ์๊ณ , ์ ํ๋ ํ๋ฝ์ด ๊ทธ ๋ถ๋ณ์ฑ์ ๊ธฐ๊ฐํ๋ ๊ธฐ์คโ ์ด๋ผ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
ยง3 โ ์ฌํ๊ธฐ์ธ๊ฐ, ๋ค๋ฅธ ์ ๋ ฅ์ธ๊ฐ (์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์๋งน์ด)
๋ฌธ์ ์ ๊ธฐ. ์ ๋ ฅ์ ๋ฑ์ง๋ง ๋ค์ ๋ถ์ด๋ ๋ณํ์ ๋ํด orbit-constancy๋ฅผ ๊ฐ์ ํ๋ ๊ฒ์ ๋ถ๋ณ๋ ์๋ก์ ์ฌ์์ด๋ค. ๋ฐ๋ฉด ์๋ ๋ด์ฉ ์์ฒด๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๋ ๋ณํ์ ๋ํด ๊ฐ์ ํ๋ฉด ๊ทธ๊ฑด ๋ญ๊ฐ๊ธฐ๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ๊ฒฐ๊ณผ ์ซ์๋ง ๋ณด๋ฉด ๋์ ๊ตฌ๋ณํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋์ dispersion ์ธก์ ์น๋ โ๊ทธ ๋ณํ์ด ๋ญ์๋์ง์ ๋ํ ํ์ โ๊ณผ ํจ๊ป ๋์ฌ์ผ๋ง ํด์ ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
ํ์ํ. ํ๋ณด ๋์นญ์ ์ํฉ X ๋ฅผ ๊ณตํต ํํ ๊ณต๊ฐ์ผ๋ก ๋๋ฅด๋ view๋ค์ ์งํฉ \varphi_1,\dots,\varphi_K ๋ก ์ฃผ์ด์ง๊ณ , ์์ธก๊ธฐ๋ ๊ทธ์ค ํ๋๋ฅผ ๋ฐ๋ ์ด๋ ๊ฒ์ธ์ง ๋ฃ์ง ๋ชปํ๋ค. orbit-constant๋ ์์ ๋ฑ์๋ค์ด ์์ฑํ๋ ๋์น๊ด๊ณ๋ก ๊ทธ ๊ณต๊ฐ์ ๋ชซ(quotient) ๋ธ ๊ฒ์ ๋ํด ๊ฐ์ธก(measurable)์ด๋ผ๋ ๋ป์ด๋ค. Q ๋ฅผ ๊ทธ ๋ชซ๋ฅ, R(\varphi_v):=H(Y\mid\varphi_v(X)) ๋ฅผ view v ๋จ๋ ์ ์ต์ ์ํ์ด๋ผ ๋๋ค.
Theorem 2 (parity๋ ํ์์กฐ๊ฑด์ด๊ณ , parity gap์ด ๊ทธ ๊ฐ๊ฒฉ)
R_{\mathrm{inv}} = H(Y\mid Q),\qquad R_{\mathrm{inv}} \ \ge\ \max_v R(\varphi_v),\qquad R_{\mathrm{inv}} - \min_v R(\varphi_v)\ \ge\ \delta := \max_v R(\varphi_v)-\min_v R(\varphi_v)
์ฆ๋ช ์ ๋ถ๋ก F์์ ์ธ ์ค์ด๋ค: Q ๋ ๋ชจ๋ v ์ ๋ํด \varphi_v(X) ์ ํจ์์ด๋ฏ๋ก ๊ฑฐ๊ธฐ์ ์กฐ๊ฑดํํ๋ฉด ์ํ์ ์ฌ๋ผ๊ฐ ์๋ง ์๊ณ , ๋ฐ๋ผ์ orbit-constancy๋ ๊ฐ์กฑ ์ค ์ต์ ์ view๋งํผ์ ๋น์ธ๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ ๋ ๊ฐ์ ๊ฒ์ฌ๊ฐ ๋ฐ๋ผ ๋์จ๋ค. ์ด๋ณด์๋ฅผ ์ํด ์ญํ ์ ๋ถ๋ช ํ ๊ตฌ๋ถํ์.
(a) Predictive parity โ ํ์์กฐ๊ฑด์ด์ ๊ฒ์ดํธ. ๊ฐ view๋ฅผ ๋จ๋ ์ผ๋ก ์ผ์ ๋ y ์ ๋ํด ๋๊ฐ์ด ์์ธก๋ ฅ์ด ์์ด์ผ ํ๋ค. ์คํจํ๋ฉด Theorem 2๊ฐ ๊ทธ ๋น์ฉ์ ์ ํํ ๋งํด์ค๋ค: parity gap \delta ๋ โ๊ทธ๋ฅ ๋ ์ข์ view๋ฅผ ์ฐ๋ ๊ฒโ ๋๋น ๋ถ๋ณ์ฑ์ ๊ฐ์ ํด์ ์๋ ๊ฒ์ ํํ์ด๋ค. ๊ทธ๋์ ์ฑ๋ ์ ํ์ด๋ ์์ค ์๋ ์์ฝ์ ์๋ฆฌ ๋์์ด ์๋๋ผ ๊ธฐ๊ฐ ๋์์ด๋ค. ๋ ผ๋ฌธ์ด ๋ ๊ตฌ์ฒด ์ฌ๋ก: ๋ ์นด๋ฉ๋ผ์ ํ๊ท rank๊ฐ ๊ฐ๊ฐ 6.6 vs 23.3 โ ์ฌ๊ธฐ์ ๋ถ๋ณ์ฑ์ ๊ฐ์ ํ๋ฉด ๋ ์ข์ ์ผ์๋ฅผ ๋ฒ๋ ค์ ์ผ์น๋๋ฅผ ์ฌ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
(b) Reconstructibility โ ์ถฉ๋ถ์กฐ๊ฑด(certificate)์ด์ง ํ์์กฐ๊ฑด์ ์๋๋ค. ๊ฐ view๊ฐ ๋ค๋ฅธ view๋ก๋ถํฐ ๋ณต์ ๊ฐ๋ฅํ๋ฉด Q ๊ฐ ๊ฐ \varphi_v(X) ์ ๊ฐ์ \sigma-๋์๋ฅผ ์์ฑํ๋ฏ๋ก R_{\mathrm{inv}}=R(\varphi_v), ์ฆ ์ ๋จ์ฌ ์ฌ๋ผ๋ฒจ๋ง์ ๊ณต์ง๋ค. ์ด๊ฒ ์ธ์ฆ์๋ค. ํ์ง๋ง ํ์์กฐ๊ฑด์ ์๋๋ค: ๋ชซ ๋์นญ์ ์ค๊ณ์ nuisance ์ขํ๋ฅผ ๋ฒ๋ฆฌ๋ฏ๋ก \theta+2\pi k ์์ k ๋ฅผ ๋ณต์ํ ์ ์์ง๋ง, k ๋ y ์ ๋ํด ์๋ฌด ๋ง๋ ์ ํ๋ฏ๋ก \delta=0 ์ด๊ณ Theorem 2๋ ์ฌ์ ํ ๋น์ฉ 0์ ์ค๋ค. ์ ๋จ์ฌ์ฑ์ ์๊ตฌํ๋ฉด ์ ํจํ ๋์นญ์ ๊ธฐ๊ฐํ๊ฒ ๋๋ฏ๋ก ๊ฒ์ดํธ๊ฐ ์๋๋ผ ์ธ์ฆ์๋ก ๋ณด๊ณ ํ๋ค.
(c) ๊ฒฐํฉ ์ ๋ ฅ์ผ๋ก ํ๊ฐํ๋ผ โ ์ค๋ฌด์๊ฐ ๊ฐ์ฅ ํ๋ฆฌ๊ธฐ ์ฌ์ด ์ง์ . ์ ๊ฒฉ์ฑ์ ์์ธก๊ธฐ๊ฐ ๋ฐ๋ ๊ฒ ์ ์ฒด์ ์ฑ์ง์ด์ง ํ ์ฑ๋์ ์ฑ์ง์ด ์๋๋ค.
| ๋ณต์ ํ๊ฐ ๋์ | R^2 | ํ์ |
|---|---|---|
| ์ก์ ์ฑ๋ ๋จ๋ | 0.757 | ๋ถ์ ๊ฒฉ์ฒ๋ผ ๋ณด์ โ ์์ ๋ง๋งํ ์ค๋ต(false negative) |
| ์ํ์ ๊ฒฐํฉํ ์ ๋ ฅ | 0.996 | ์ ๊ฒฉ |
์ด์ ๋ ์์์ ๋ค ๋๋ฌ๋ ์๋ค. a_{\mathrm{rel}}=a_{\mathrm{abs}}-s_t ๋ s_t ๊ฐ ์ฃผ์ด์ก์ ๋๋ง ์ ๋จ์ฌ๋ค. ์ฑ๋์ ๊ณ ๋ฆฝ์์ผ ๊ฒ์ฌํ๋ฉด ์์ ๋ง๋งํ ์ค๋ต์ด ๋์จ๋ค.
ํ ์คํธ๊ฐ ์ค์ ๋ก ๊ธฐ๊ฐํ ๊ฒ๋ค. ์ ์๋ค์ด ์ ์ํ๋ ๋ค ์ถ ์ค ์ ์ด ๋จ์ด์ก๋ค:
| ํ๋ณด ์ถ | ๊ธฐ๊ฐ ์ฌ์ | ์ฆ๊ฑฐ |
|---|---|---|
| photometric jitter | group action์ด ์๋๋ผ augmentation | โ |
| ์นด๋ฉ๋ผ ์ ํ | ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ผ์๋ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋๋ฆ | ํ view rank 6.6 vs ๋ค๋ฅธ view 23.3 |
action-window ์์ฝ(first/mean/mean_std/concat) |
์์ค ์๋ ์๊ณ | task R^2 0.986 vs 0.709 |
| ์ ๋ vs ์๋ ์ก์ ์ธ์ฝ๋ฉ | ํต๊ณผ | ๊ฒฐํฉ R^2=0.996, task-R^2 ๊ฒฉ์ฐจ 0.003 |
์ด โ3/4 ๊ธฐ๊ฐโ์ ๋ ผ๋ฌธ์ ์์ฌ(rhetoric)๊ฐ ์๋๋ผ ๋ ผ์ฆ์ ํต์ฌ์ด๋ค. ๋ค ๋ฒ์งธ๊ฐ ๋ณด๊ณ ํ ๊ฐ์น๊ฐ ์๋ ์ด์ ๊ฐ ๋ฐ๋ก ์ ์ด ๋จ์ด์ก๋ค๋ ์ฌ์ค์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
๋ ํ๋ ์ค์ํ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋ถ๋ก B์ ์๋ค. ์ก์ ์กฐ๊ฑด๋ถ์ฌ ๊ฒ์ฆ์ ํํ ์ฐ์ด๋ action-shuffle(์ก์ ์ ์์ ๊ฐ์ ์์ด ์ ํ๋๊ฐ ๋ฌด๋์ง๋์ง ๋ณด๋ ๊ฒ)์ orbit-constancy ํ ์คํธ๊ฐ ์๋๋ค. ์ ํ์ ๋ค๋ฅธ ์์ ์ ์ก์ ์๋์ฐ๋ฅผ ๋จน์ด๋ฏ๋ก ์ ๋ณด๋ฅผ ์ฌํํํ๋ ๊ฒ ์๋๋ผ ํ๊ดดํ๋ค โ orbit์ ๋ง๋ค์ง ์๊ณ , Definition 1์ด ์ฐธ์กฐํ dispersion ์งํ A ๋ ์๋ค. ์ ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ โ์์ธก๊ธฐ๊ฐ ์ก์ ์ฑ๋์ ์ค์ ๋ก ์ฝ๊ณ ๋ ์๋คโ๋ ๊ฒ์ ๋ณด์ฌ์ค ๋ฟ, โ๋ช ๋ น์ ๋ณด์กดํ๋ ๋ณํ์ ๋ํด ๋ฏฟ์์ด ์์ ์ ์ด๋คโ๋ผ๋ ๋ ๊ฐํ ์ฑ์ง์ ์ฆ๊ฑฐ๊ฐ ์๋๋ค. ์ฆ ยง5.1 ์ด์ ๊น์ง ์ก์ ์กฐ๊ฑด๋ถ dynamics์๋ orbit-constancy ํ ์คํธ๊ฐ ์์ ์์๋ค๋ ๊ฒ์ด ์คํ์ ์ถ๋ฐ์ ์ด๋ค.
ยง4 โ ์๋ฆฌ: ๋ ์ธ์ฝ๋ฉ ์์์ ํ๊ท ๋ด๊ธฐ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ํ๊ท ์ด ๋์ผ ์๋ฆฌ
์๋ฆฌ ์์ฒด๋ orbit averaging ํ ์ค์ด๋ค. ์ ์๋ค ๋ง๋๋ก โ๊ทธ ์์ ๋ชจ๋ ์ ์ด ์กด์ฌํ๋ ์ด์ ๋ ๋ฌด์์ ํ๊ท ๋ผ ์๊ฒฉ์ด ์๋์ง๋ฅผ ํ๋ฆฝํ๊ธฐ ์ํด์โ ๋ค. ๋จ์ ์ ํ์ ํ๊ท ์ ์ด๋์ ๋๋๋์ด๊ณ , ์ด๊ฑด ์ถ๋ ฅ ๊ณต๊ฐ์ด ๊ฒฐ์ ํ๋ค.
์ (2)๋ฅผ ๋ค์ ๋ณด์.
\mathcal{L}(\theta)=\underbrace{\frac1K\sum_v \ell\big(g_\theta(z,\phi_v(a)),y\big)}_{\text{orbit ์ ๋ชฉ์ ํจ์ ํ๊ท }} \;+\;\lambda\cdot\underbrace{\frac{2}{K(K-1)}\sum_{v<w} d\big(g_\theta(z,\phi_v(a)),\,g_\theta(z,\phi_w(a))\big)}_{\text{๋ถ์ผ์น ํ๋ํฐ}}
\ell ์ ํ์คํฌ ์์ค(๊ฒ์ ๋ชฉํ์๋ ์ฐธ ๋ฏธ๋์ ๋ํ InfoNCE, ํ๊ท์๋ ์ ๊ณฑ์ค์ฐจ), d ๋ ๋ถ์ผ์น ํ๋ํฐ(๊ตฌํ์ ํ๊ท ์๋ณ ์ฝ์ฌ์ธ ๋ถ์ผ์น, ๋ถ๋ก A). ์ฝ๋ ๋ฒ: ์์ธก๊ธฐ๋ ๋ชจ๋ ํ๊ธฐ์์ ๋งํ๋ผ๊ณ ์๊ตฌ๋ฐ๊ณ , ๋์์ ํ๊ธฐ๋ค ์ฌ์ด์์ ์๊ธฐ ์์ ๊ณผ ์ผ์นํ๋ผ๊ณ ์๊ตฌ๋ฐ๋๋ค. ์๊ธฐ ์ถ๋ ฅ์ ์์ฝ์น๋ฅผ ๋ฐ๋ผ๊ฐ๋ผ๋ ์๊ตฌ๋ ์ด๋์๋ ์๋ค.
์ ์ถ๋ ฅ ํ๊ท ์ด๋ฉด ์ ๋๋๊ฐ. ์์ฐ์ค๋ฌ์ด ๋์์ ํ๊ธฐ ๋ฏผ๊ฐํ teacher์ ์์ธก๋ค์ orbit ํ๊ท ๋ด๊ณ student๋ฅผ ๊ฑฐ๊ธฐ์ ๋ง์ถ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์์ธก์ด ํ๋ฅ ์ด๋ฉด ์ด๊ฑด ๋จ์ง ํฉ๋ฆฌ์ ์ธ ๊ฒ ์๋๋ผ ๋ณด์ฅ๋๋ค. \bar p:=\frac1K\sum_k f(\cdot\mid g_k\cdot x) ์ ๋ํด
\hat J(x;y):=\frac1K\sum_{k=1}^K\big(-\log f(y\mid g_k\cdot x)\big)-\big(-\log \bar p(y)\big)\ \ge\ 0
๋ก๊ทธ์ ์ค๋ชฉ์ฑ(Jensen)์์ ๋์จ๋ค โ ํผํฉ์ log loss๋ ๊ตฌ์ฑ์ ํ๊ท ๋ณด๋ค ์ ๋ ๋์์ง ์๋ค.
๊ทธ๋ฐ๋ฐ ์ด ๋ณด์ฅ์ ์ถ๋ ฅ ๊ณต๊ฐ์ ์ฑ์ง์ด์ง ๋์นญ์ ์ฑ์ง์ด ์๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ๋ชฉํ๋ ํ์ต๋ ํํ ๊ณต๊ฐ์ ๋จ์ ๋ฒกํฐ(๋ฐฉํฅ) ์ด๊ณ , ๋ถ์ผ์น๋ ๊ฐ๋์ด๋ฉฐ, ๋ฐฉํฅ์ด ์ด๊ธ๋๋ ๋จ์๋ฒกํฐ๋ค์ ํ๊ท ์ ์งง๊ณ ๋ฌด๊ฒ์ค์ฌ์ ๊ฐ๋ฆฌํจ๋ค. ๋ค์ ์ ๊ทํํด๋ orbit์ ๊ตฌ์ฑ์์ผ๋ก ๋์์จ๋ค๋ ๋ณด์ฅ์ด ์๋ค.
Proposition 3 (๋ฐฉํฅ๊ฐ ์์ธก์๋ Jensen ๋ณด์ฅ์ด ์๋ค). S^{d-1} ์์ ์์ธกยท๋ชฉํ์ ์ ์ \cos(\hat u,y) ์ ๋ํด, ์ ๊ทํ ํ๊ท \bar u=\sum_k u_k/\lVert\sum_k u_k\rVert ์ด ๋ชจ๋ ๊ตฌ์ฑ์๋ณด๋ค ์๊ฒฉํ ๋ฎ์ ์ ์๋ฅผ ๋ฐ๋ ์ ํ orbit์ด ์กด์ฌํ๊ณ , \sum_k u_k=0 ์ด๋ผ \bar u ๊ฐ ์ ์์กฐ์ฐจ ์ ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์กด์ฌํ๋ค.
๋ฐ๋ก๊ฐ ์์ฃผ ์์ ์กํ๋ค. d=2, y=(1,0), u_1=(1,0), u_{2,3}=(-0.9,\pm\sqrt{1-0.81}) ๋ก ๋๋ฉด ๊ตฌ์ฑ์ ์ ์๋ 1,-0.9,-0.9 ์ธ๋ฐ \bar u=(-1,0) ์ -1 ์ ๋ฐ๋๋ค. ํ๊ท ์ด ๋ชจ๋๋ณด๋ค ๋์๋ค. ๋ ๋ฒ์งธ๋ u_{1,2}=(0,\pm1). ์ฒซ ๋ฐ๋ก๋ ๋ถ๋ฑ์์ด ์๊ฒฉํ๋ฏ๋ก generic ๊ฐ์ ์ผ๋ก ์ ๊ฑฐ๋์ง ์๊ณ , ๋ ๋ฒ์งธ๋ ๋ถ์์ ํ์ง๋ง ๊ทธ ๊ทผ๋ฐฉ ์ ์ฒด์์ \bar u ๊ฐ ill-conditionedํ๋ค.
์คํ์ด ์ด ์ด๋ก ์ ๊ทธ๋๋ก ํ์ธํ๋ค: orbit-mean student๋ rank 11.55, ์ (2)(\lambda=4)๋ 5.25. ์ (2)๋ ํ๊ท ์ ์์ ํ์ฑํ์ง ์์์ผ๋ก์จ ์ด ๋ฌธ์ ๋ฅผ ๋น์ผ๊ฐ๋ค.
์ง๊ด โ ์ธ ์ค๋ก ๋ถ์ก๋ ๋ ผ๋ฌธ์ ๋ ผ๋ฆฌ
- ๋ชจ๋ธ์ โ๊ฐ์ ๋ปโ์ด๋ผ๋ ๊ฐ๋ ์ ๊ฐ๊ณ ์์ง ์๋ค. ์ก์ ์๋์ฐ๋ฅผ ์ซ์ ๋ฒกํฐ๋ก ๋ฐ๋ MLP์๊ฒ โ์ด ์ซ์๋ค์ ์ ๋ ๋ชฉํ๋คโ๋ผ๊ณ ์๋ ค์ฃผ๋ ์ฑ๋์ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํ์ต ๋ถํฌ์์ ํตํ๋ ์๊ด์ด๋ฉด ๋ญ๋ ์ด๋ค(ยง2์ MDL).
- ๊ทธ๋ฌ๋ฏ๋ก โํ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๊ฟจ์ ๋ ๋ต์ด ๊ฐ์๊ฐโ๋ ์ธก์ ๋์ด์ผ ํ ๋ณ๋์ ์ฑ์ง์ด๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ๊ทธ ์ธก์ ์ ์๋ฌด ๋ณํ์๋ ํ๋ฉด ์ ๋๋ค โ ์นด๋ฉ๋ผ๋ฅผ ๋ฐ๊ฟ๋๊ณ โ์ผ์นํ์ง ์๋๋คโ๊ณ ํผ๋ด๋ ๊ฑด ๋ ์ข์ ์ผ์๋ฅผ ๋ฒ๋ฆฌ๋ผ๋ ์๊ตฌ๋ค(ยง3์ parity gap).
- ์๊ฒฉ์ด ํ์ธ๋ ๋ณํ์ ๋ํด์๋ง ํ๊ท ๋ธ๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์์ธก์ด ๋ฐฉํฅ์ด๋ฉด ํ๊ท ์ ์์ค ์์ ๋์์ผ ํ๋ค(ยง4์ Proposition 3).
์คํ
์ค์ (๋ถ๋ก A)
ํฌ๋ช ํ๊ฒ ์ ์ด๋๋ ํธ์ด ๋ซ๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์คํ ๊ท๋ชจ๋ ์๋ค.
| ํญ๋ชฉ | ๊ฐ |
|---|---|
| ์ธ์ฝ๋ | ๋๊ฒฐ I-JEPA ViT-H/14 (facebook/ijepa_vith14_1k), fp16, batch 32 |
| ์๋ฒ ๋ฉ | ๋ค์์ ๋ค ๋ฒ์งธ ๋ธ๋ก์ patch token์ ๋ํ meanยทstd๋ฅผ concat |
| ์์ธก๊ธฐ | [z_t \,\|\, \phi_v(a_{t:t+\Delta})] ์ ๋ ฅ MLP, hidden 1024, depth 2, 800 steps, in-batch negative InfoNCE |
| ์ก์ ์ ๋ ฅ | \Delta ๊ตฌ๊ฐ์ ๊ท ์ผ ์ํํ 16 ํฌ์ธํธ ร d_a (d_a = ALOHA 14, PushT 2) |
| ํ์ต/ํ๊ฐ ํฌ๊ธฐ | n_{\mathrm{train}}=1200, n_{\mathrm{test}}=384 |
| ์์ธก ๋์ | \ell_2 ์ ๊ทํ๋ ๋ฏธ๋ latent (โ ๋ฐฉํฅ๊ฐ ์์ธก) |
| \Delta | ๋ชจ๋ ๊ฒฝ์ฐ 4์ด (50 fps์์ 200 step, 10 fps์์ 40 step) |
| seed | 0,1,2 (3๊ฐ), split ์ํ๋งยท์ด๊ธฐํยท๋ฐฐ์นญ์ ์ ์ด |
| ํ๋์จ์ด | ๋จ์ผ RTX 5090. latent ์บ์๊ฐ ์์ผ๋ฉด cabinet 3-seed ์ค์์ด ์ ๋ถ |
๋ฐ์ดํฐ์ ์ ๋ชจ๋ ๊ณต๊ฐ LeRobot ๋ฆด๋ฆฌ์ค๋ฅผ ์์ ์์ด ์ผ๊ณ , split์ ์ํผ์๋ ๋ถ๋ฆฌ๋ผ ์ต๊ทผ์ ์ด์ ๊ฒ์์ด ๋ณธ ๊ถค์ ์ ์ธ์ ํ๋ ์์ ๋ ์ฌ๋ ค ๋งํ๋ ์ผ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
| Dataset | Camera | Episodes | Frames | fps | \Delta(steps) | train/test eps. |
|---|---|---|---|---|---|---|
aloha_mobile_cabinet |
cam_high |
85 | 127,500 | 50 | 200 | 68 / 17 |
aloha_static_coffee |
cam_high |
50 | 55,000 | 50 | 200 | 40 / 10 |
pusht |
image |
206 | 25,650 | 10 | 40 | 165 / 41 |
์งํ ์ ์๋ ์์๋๋ฉด ํ๊ฐ ์ฝํ๋ค.
- Retrieval rank: 384๊ฐ ํ ์คํธ latent ์ค ์ฐธ ๋ฏธ๋ latent๊ฐ ์ฝ์ฌ์ธ ์ ์ฌ๋๋ก ๋ช ๋ฑ์ธ๊ฐ. ๋ฎ์์๋ก ์ข๋ค.
- Cross-encoding agreement: ๊ฐ์ ์ ๋ ฅ์ ๋ํ ๋ ์ธ์ฝ๋ฉ ์์ธก ์ฌ์ด์ ์ฝ์ฌ์ธ. ํ๊ท ๊ณผ ํ๊ฐ์งํฉ ์ต์๊ฐ(worst) ์ ๋ชจ๋ ๋ณด๊ณ .
- Goal-conditioned action selection: 32๊ฐ ํ๋ณด ์ก์ ์๋์ฐ๋ฅผ ํ์ต๋ dynamics๋ก ์ฑ์ ํด ์ฐธ ๋ฏธ๋์ ๋ง๋ ๊ฒ์ top-1์ผ๋ก ๊ณ ๋ฅด๊ธฐ. chance = 0.031.
์ถ ์์ฒด๋ ๋ฑ ๋ ๊ฐ๋ค.
A:\ a_{t:t+\Delta}\ \text{(์ ๋ ๊ด์ ๋ชฉํ)}\qquad B:\ a_{t:t+\Delta}-s_t\ \text{(ํ์ฌ ์ํ ๋๋น ์๋)}
๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์นด๋ฉ๋ผ๋ฅผ ๊ณ ์ ํ๋ค โ ๊ทธ๋์ผ ๋ชจ๋ ์์ธก์ด ํ latent ๊ณต๊ฐ์ ์์ด dispersion์ด ์ ์ ์๋๋ค. ๋ค์ค ์นด๋ฉ๋ผ ์ถ์ ์์ธก์ด ์นด๋ฉ๋ผ๋ณ ๊ณต๊ฐ์ ์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ ์ด์ dispersion์ ์ ์ํ ์ ์๋ค๋ ์ง์ ๋ ํจ๊ป ์ ํ ์๋ค(์ด๊ฒ ยง3์์ ์นด๋ฉ๋ผ ์ถ์ ๊ธฐ๊ฐํ ๊ฒ๊ณผ ์ผ๊ด๋๋ค).
5.1 โ ๋ถ๊ดด์ ์ธก์
Table 1(์ Ping์ ์ฎ๊ธด ํ)์ ์ฝ์ ์ :
- ๋ ALOHA ๋ฐ์ดํฐ์ ์ cross-encoding ์ฝ์ฌ์ธ์ด ์์ ์ ์งธ ์๋ฆฌ๊น์ง ์ผ์นํ๋ค(0.370 / 0.371). ํ์คํฌ ํน์ด์ ํจ๊ณผ๊ฐ ์๋๋ผ๋ ๊ทผ๊ฑฐ๋ค.
- PushT๋ ๋ค๋ฅธ ๋ก๋ด, 2์ฐจ์ ์ก์ ์ธ๋ฐ๋ ๊ฐ์ ๋ณ์ด ์๊ณ ๋ ์ฌํ๋ค โ ๋ ๋ฏฟ์์ด ๊ฑฐ์ ์ง๊ต(0.067)์ด๊ณ ์ต์ ์ -0.377.

์ ํ๋์ ์ผ์น๋(Fig. 2) โ ์ผ์ชฝ: ๊ฐ ์ธ์ฝ๋ฉ์์์ ๊ฒ์ rank. teacher๋ ํ์ตํ ์ธ์ฝ๋ฉ์์ 6.2, ๋๋ฑํ ์ธ์ฝ๋ฉ์์ 61.5๋ก ๋ฌด๋์ง๋ค. ์ค๋ฅธ์ชฝ: ์ธ์ฝ๋ฉ ๊ฐ ์ผ์น๋(ํ๊ท /์ต์ ). pooled ํ์ต(\lambda=0)์ด ์ ํ๋๋ฅผ ํ๋ณต์ํค์ง๋ง ์ต์ ์ผ์น๋๋ 0.779์ ๋จธ๋ฌผ๊ณ , ์ด๋ฅผ ๋์ด์ฌ๋ฆฌ๋ ๊ฑด consistency ํญ๋ฟ์ด๋ค. teacher์ ์ต์ ์ -0.178 โ ์ต์ ์ ์ ๋ ฅ์์ ๋ ํ๊ธฐ๊ฐ ์ ๋ฐ๋๋ฅผ ๊ฐ๋ฆฌํจ๋ค.
์ ์ด ์คํจ๋ผ๋ ์ ์ด ๊ฒฐ์ ์ ์ด๋ค. ๊ฒ์ rank๋ ํํ ํ์ง์ ์ฌ๋ ๋๋ฆฌ์งํ๋ค. ์ ์ด๋ ๋ค๋ฅธ ์ง๋ฌธ โ โ์ด๋ ์ก์ ์ด ๋ชฉํ์ ๋๋ฌํ๋๊ฐโ์ด๊ณ , ํ๋ณด๋ฅผ ํ์ต๋ dynamics๋ก ์ง์์ ๊ฐ์ ์ธ์ฝ๋ฉ์์ ์ฑ์ ํ๋ค. teacher๋ ์๊ธฐ ์ธ์ฝ๋ฉ์์ 53.1%, ๋๋ฑํ ์ธ์ฝ๋ฉ์์ 15.4% ๋ฅผ ๊ณ ๋ฅธ๋ค(chance 3.1%). ๋ ผ๋ฌธ์ ๊ฒฐ๋ก : โ๊ฐ์ ๋ช ๋ น์ด ๋ค๋ฅด๊ฒ ์ ํ์ ๋ ์ก์ ์ ๊ณ ๋ฅผ ์ ์๋ ๋ชจ๋ธ์, ๊ฒ์ ์ ์๊ฐ ์ด๋ป๋ ์ ์ด์ ์ธ ์ ์๋ค.โ
์๋ฆฌ๊ฐ ๊ฐ๊ฐ ๋ฌด์์ ์ฌ์ฃผ๋๊ฐ (Table 2)
| ๋ชจ๋ธ | Canon. rank | Held-out rank | cos mean | cos worst | ์ก์ ์ ํ Canon. | ์ก์ ์ ํ Held-out |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Teacher (1 encoding) | 6.19 | 61.5 | 0.370 | โ | 0.531 | 0.154 |
| Orbit-mean student | 11.55 | 15.1 | 0.942 | 0.804 | โ | โ |
| \lambda=0 (pooled) | 5.46 | 5.98 | 0.937 | 0.779 | 0.443 | 0.401 |
| \lambda=1 | 5.51 | 5.58 | 0.981 | 0.939 | 0.408 | 0.406 |
| \lambda=4 | 5.25 | 5.31 | 0.993 | 0.973 | 0.426 | 0.402 |
| \lambda=16 | 5.17 | 5.19 | 0.999 | 0.995 | 0.411 | 0.411 |
์ด ํ์ ๋ํ ์ ์๋ค์ ํ๋๊ฐ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์์ ๊ฐ์ฅ ๋ง์์ ๋๋ ๋ถ๋ถ์ด๋ค. ํ๋ํฐ์๊ฒ ๋ถ๋ฆฌํ ์ฌ์ค์ ๋จผ์ ๋งํ๋ค.
- ๋ชฉ์ ํจ์๋ฅผ orbit ์์์ ํ๊ท ๋ด๋ ๊ฒ๋ง์ผ๋ก ํ์คํฌ๊ฐ ํ๋ณต๋๋ค. \lambda=0 ์ด held-out rank๋ฅผ 61.5\to5.98, held-out ์ก์ ์ ํ์ 15.4\%\to40.1\% ๋ก ์ฎ๊ธด๋ค. \lambda=16 ์ ๊ทธ๊ฑธ 5.19 ์ 41.1\% ๋ก ์ฎ๊ธฐ๋๋ฐ, 1์ ์ฐจ์ด๋ seed ํ์คํธ์ฐจ 4์ ๋ํด ๋ฌด์๋ฏธํ๋ค. ๋ ผ๋ฌธ์ โ์ด ์ฆ๊ฑฐ๋ก๋ ํ๋ํฐ๊ฐ ํ๊ท ํ ๋๋น ํ๊ท ํ์คํฌ ์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ์ ํ์ง ์์ผ๋ฉฐ, ์ฐ๋ฆฌ๋ ๊ทธ๋ ๋ค๊ณ ์ฃผ์ฅํ์ง ์๋๋คโ ๋ผ๊ณ ๋ช ์ํ๋ค.
- ํ๋ํฐ๊ฐ ์ฌ์ฃผ๋ ๊ฑด ๊ผฌ๋ฆฌ๋ค. \lambda=0 ์์ ์ต์ ์ผ์น๋ 0.779 โ ํ๊ท ์ ์ผ๋ก๋ ๋ ํ๊ธฐ๊ฐ ๋์ํ์ง๋ง, ๋์ํ์ง ์๋ ์ ๋ ฅ์์๋ ์์ธก์ด ์ฌ์ ํ ๋ฉ๋ฆฌ ๋จ์ด์ ธ ์๋ค. ํ๋ํฐ๊ฐ ์ด๋ฅผ 0.995 ๋ก ๋ซ๋๋ค(์ต์ ๋ถ์ผ์น 4๋ฐฐ ๊ฐ์, seed ๋ ธ์ด์ฆ ๋ฐ). ๊ฐ์ canonical ์ก์ ์ ํ ์ฝ 3์ (44.3\%\to41.1\%).
- orbit mean์ ์ ํฉํ๋ ๊ฑด ๋ ๋ค ๋ชป ํ๋ค โ ํ๊ท ์ผ์น๋ 0.942์ rank ์ค์ฐจ๋ ๋๋ต ๋ ๋ฐฐ. Proposition 3์ด ๋งํ ๊ทธ๋๋ก๋ค.
์์งํ ์์ฝ: ์ถ์ ์๊ณ ๋๋ฉด augmentation์ด ์ ํ๋๋ฅผ ๋๋๋ ค์ฃผ๊ณ , ํ๋ํฐ๊ฐ โ๋๊ฐ ๋์ํจโ์ โ๋ณด์ฅโ์ผ๋ก ๋ฐ๊ฟ์ค๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ Theorem 2๊ฐ ์ง์ ๋ ์ธ์ด๊ฐ ๋ฐ๋ก ๊ทธ ๋ณด์ฅ์ด๋ค.
๋กค์์: ํ๊ท ์ ์์ ์ ์ด๊ณ , ์ต์ ์ ์๋๋ค (Table 3ยท4)
์ ์ซ์๋ ์ ๋ถ ํ ์คํ ์ด์ง๋ง world model์ ์ฌ๋ฌ ์คํ ์ด๋ค. ์ ์๋ค์ 4์ด์ง๋ฆฌ hop์ผ๋ก held-out ์ํผ์๋์์ ์์ธก๊ธฐ๋ฅผ ์์ผ๋ก ๊ตด๋ฆฐ๋ค โ ๊ฐ hop๋ง๋ค ์ฐธ ์ก์ ์๋์ฐ์ ์ํ๋ฅผ ๊ณต๊ธํ๊ณ , ๋ฐ๋ณต๋๋ ์ ์ผํ ์์ ๋ชจ๋ธ์ ๋ฏฟ์๋ฟ์ด๋ค. (closed-loop ์ ์ด๊ฐ ์๋๋ฉฐ, ์์ธก ํ์ง ์์ฒด๋ ์งํ์ ์ ๋ฐ๋ผ ๋จ์ด์ง๋ค โ cabinet์์ ์ฐธ latent์์ ์ฝ์ฌ์ธ์ด 0.33\to0.13. ๊ทธ๋์ ํ๋ฐ hop์ ์ ์ ๋ถํ์คํด์ง๋ ์์ ๋ํ ์ผ์น๋๋ฅผ ์์ ํ๋ค๋ ๋จ์๋ ๋ถ์ด ์๋ค.)
| Dataset | Teacher mean | Teacher worst | \lambda{=}0 mean | \lambda{=}0 worst | \lambda{=}16 mean | \lambda{=}16 worst |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ALOHA cabinet | 0.805 | 0.242 | 0.988 | 0.896 | 1.000 | 0.997 |
| ALOHA coffee | 0.898 | 0.614 | 0.991 | 0.955 | 1.000 | 0.998 |
| PushT | 0.178 | โ0.497 | 0.677 | โ0.348 | 0.872 | 0.139 |
hop๋ณ ๊ถค์ (Table 4)์ ๋ณด๋ฉด ์ด์ผ๊ธฐ๊ฐ ๋ ์ ๋ช ํ๋ค. ALOHA cabinet์์ teacher์ ์ต์ ์ 0.515\to0.350\to0.242 ๋ก ์นจ์๋๊ณ , \lambda=0 ์ 0.972\to0.951\to0.896 ๋ก ๋ฆ์ถ ๋ฟ ๋ฉ์ถ์ง ๋ชปํ๋ฉฐ, \lambda=16 ์ 1.000\to0.999\to0.997 ๋ก ๋ฒํด๋ค. ๋ ALOHA ๋ฐ์ดํฐ์ ์์ ํ๊ท ์ผ์น๋๋ ๋ชจ๋ ๋ชจ๋ธ์์ ๊ฑฐ์ ํํํ๋ฏ๋ก ์ ์๋ค์ โ๋ถ์ผ์น๊ฐ ํ๊ท ์ ์ผ๋ก ๋์ ๋๋คโ๋ ์ฃผ์ฅ์ ํ์ง ์๋๋ค.
PushT๊ฐ ๋ ํญ์ ํจ์ฌ ๋ ์นด๋กญ๊ฒ ๊ฐ๋ฅธ๋ค. ๊ฑฐ๊ธฐ์๋ pooled ํ์ต์ด ์ถ์ ์ ํ ๊ณ ์น์ง ๋ชปํ๋ค โ ํ๊ท ์ผ์น๋ 0.633, ์ต์ ์ ๋ ๋ฒ์งธ hop์์ ์์ -0.348. ์ฆ ๋ ์ธ์ฝ๋ฉ์ผ๋ก ํ์ตํ ์์ธก๊ธฐ์กฐ์ฐจ ๊ฐ์ ๋ช ๋ น ๊ถค์ ์ ๋ํด ์ ๋ฐ๋ ๋ฏฟ์์ ๋ง๋ ๋ค. ํ๋ํฐ๊ฐ ์ด๋ฅผ 0.946 / +0.139 ๋ก ์ฌ๋ฆฌ์ง๋ง ๊ฒฉ์ฐจ๋ฅผ ๋ซ์ง๋ ๋ชปํ๋ค. ์ ์๋ค์ ์ ๋ฆฌ: ์ฌ์ด ๊ฒฝ์ฐ์ผ์๋ก ํ๊ท ํ๋ง์ผ๋ก ์ถฉ๋ถํ๊ณ , ์ด๋ ค์ธ์๋ก consistency ํญ์ด ์ผ์ ๋ ๋ง์ด ํ๋ค.
์๋ฆฌ๊ฐ ๊ณต์ง๊ฐ ์๋ ๊ณณ. PushT์์ ์๋ฆฌ๋ ์์ธก๊ธฐ๋ ์ต์ rank 169.8\to85.7, \cos 0.067\to0.971 ๋ก ๊ฐ์ ๋์ง๋ง canonical ์ ํ๋๋ฅผ ์ง๋ถํ๋ค(66.2\to79.2, rank์ด๋ฏ๋ก ๋๋น ์ง ๊ฒ). ๋ ผ๋ฌธ์ ๊ทธ teacher๊ฐ ์ ์ด์ ์ ๋์ ์ผ๋ก ์ฝํ๋ค(384 ์ค rank 66)๋ ์ ์ ์ธ์ ํ๊ณ , ์๋ฆฌ๊ฐ ๊ณต์ง์ธ ๊ฑด ๋ชจ๋ธ์ ์ฌ์ ๊ฐ ์์ ๋๋ฟ์์ ยง5.2๋ก ๋๊ธด๋ค.
5.2 โ ๊ฒฐํจ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋๋ ค๋ ๋ซํ์ง ์๋๋ค
์์ ๋ณธ ๋๋ก ์ด ์ถ์ ์ฒด์ (iii)์ด๋ฏ๋ก ์ (1)์ ์ด ์ถ์ ๋ํด ์๋ฌด ๊ฐ๊ฒฉ๋ ๋งค๊ธฐ์ง ์๋๋ค. ๊ทธ๋ ๋ค๋ฉด ๊ฒ์ฆํ ์์ธก์ โ๋ชจ๋ธ์ด ์๊ธฐ ํ์คํฌ์ ๋ ์ํ๊ฒ ๋์ด๋ ์ดํ์ ๋ซํ์ง ์๋๋คโ์ด๋ค.
๊ณ ์ ๋ ์บ์ ํ์ต์ ์ ์๋ผ n ์ ์ธ๋ฉด(โ latent๊ฐ ์กฐ๊ฑด ๊ฐ ๋์ผ), collapse ratio๋ ๋จ์กฐ ์ฆ๊ฐํ๋ค: n=150,300,600,1200 ์์ 2.5\times,3.9\times,5.4\times,9.9\times.

๋ฐ์ดํฐ ๊ท๋ชจ ์ค์(Fig. 3) โ ํจ๋ a๊ฐ ์ฝ์ด์ผ ํ ์์ด๋ค. ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๋๋ฉด ํ์ตํ ์ธ์ฝ๋ฉ์ ์ฑ๋ฅ๋ง ์ข์์ง๊ณ ๋๋ฑํ ์ธ์ฝ๋ฉ์ ์ ์๋ฆฌ๋ค. ํจ๋ b(collapse ratio)๋ ๋ ๊ณก์ ์ ๋ชซ์ด๋ฏ๋ก โ๋ถ์ผ์น๊ฐ ์ปค์ง๋ ๊ฒโ์ด ์๋๋ผ โ๊ณ ์ ๋ ๋ถ์ผ์น์ ๋น์ฉ์ด ์ปค์ง๋ ๊ฒโ ์ผ๋ก ์ฝ์ด์ผ ํ๋ค.
์ ์๋ค์ด ์ด ์ซ์๋ฅผ ์ค์ค๋ก ๊น์๋ด๋ฆฌ๋ ๋๋ชฉ์ด ์ค์ํ๋ค. ๋น์จ๋ง ๋ณด๋ฉด ๊ณผ์ฅ์ด ๋๋ค. cross-encoding ์ฝ์ฌ์ธ์ ๊ฐ์ ์ค์์์ ํํํ๋ค: 0.357, 0.337, 0.374, 0.370. ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ๋ง์์ง๋ค๊ณ ์์ธก๊ธฐ๊ฐ ์๊ธฐ ์์ ๊ณผ ๋ ๋ถ์ผ์นํ์ง๋ ์๋๋ค. ๋ค๋ง canonical ๋ชจ๋ธ์ ๋ ์นด๋ก์์ง๊ณ held-out ๋ชจ๋ธ์ ๊ทธ๋๋ก๋ผ, ๊ฐ์ ๋ถ์ผ์น๊ฐ ๋ ๋น์ธ์ง ๋ฟ์ด๋ค. ๊ทธ๋์ ์ค์์ด ์ง์งํ๋ ์ฃผ์ฅ์ ๋ ์ฝํ๊ณ ๋ ์ ์ฉํ ์ชฝ โ ๊ฒฐํจ์ ๊ท๋ชจ์ ์ํด ์ฆํญ๋๋ ๊ฒ ์๋๋ผ ๊ท๋ชจ์ ๋ถ๋ณ์ด๋ค. n=1200 ์์ ์์ธก๊ธฐ๋ ๋ณธ ์ธ์ฝ๋ฉ์์ 8๋ฐฐ ์ข์์ง๊ณ ๋ชป ๋ณธ ์ธ์ฝ๋ฉ์์๋ ์ ํ ์ ์ข์์ง๋ค.
์ต์ ํยท์ฉ๋ ์ถ๋ ๊ฐ์ ํจํด์ด๋ค(Table 5).
| ์ถ | ๋ณํ | From โ To |
|---|---|---|
| Data | n=150\to1200 | collapse 2.5\times \to 9.9\times |
| Optimization | 800\to8000 steps | \cos 0.370 \to 0.242 |
| Capacity | hidden 1024/2 \to 2048/3 | \cos 0.370 \to 0.125 |
๋ค๋ง ์ ์๋ค์ ์ฌ๊ธฐ์๋ ๋จ์๋ฅผ ๋จ๋ค: ๋ ํฌ๊ณ ๋ ์ค๋ ํ์ตํ teacher๋ ์๊ธฐ ์ธ์ฝ๋ฉ์์๋ ๋ ๋์๋ฏ๋ก ๋ ๋ค ๋ถ๋ถ์ ์ผ๋ก 1200๊ฐ ์์ ์ ๊ณผ์ ํฉํ๊ณ ์๋ค. ๋ฐฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ ์ ๋ฐ์ ์ฝ์ฌ์ธ ๋น๊ต๋ฟ์ด๋ฉฐ, ๊นจ๋ํ ์ฉ๋ ์ฃผ์ฅ์๋ canonical ์ ํ๋๋ฅผ ๋ง์ถ ๋น๊ต๊ฐ ํ์ํ๋ฐ ๊ทธ๊ฑด ์๋ค๊ณ ๋ช ์ํ๋ค. ๊ทธ๋์ โ์ฉ๋ ์ด์ ๋ ๋ฆฝ์ ์ฆ๊ฑฐ๋ก ์ฝ์ง ์๋๋คโ ๊ณ ์ ๋๋ค.
I(Y;G\mid Z) ๋ฅผ ์ง์ ์ฐ์ด๋ณด๊ธฐ

\lambda ์ ๋ฐ๋ฅธ orbit-constancy ๋น์ฉ(Fig. 4) โ \lambda=0 ๋๋น, ์์๊ฐ ์ข๋ค. ์ผ์ชฝ: n ์ด ์ปค์ง๋ฉด ์ด๋์ด ์ค๋ค๊ฐ ๊ฒฐ๊ตญ ๋ถํธ๊ฐ ๋ค์งํ๋ค. ์ค๋ฅธ์ชฝ: ์ต์ ํ๋ฅผ ๋ ํ๋ฉด ๊ฐ์ ์ผ์ด ๋ ์ผ์ฐ ์ผ์ด๋๋ค.
n=150 ์์ ๊ฐํ ํ๋ํฐ(\lambda=256)๋ rank โ6.59 ๋งํผ ์ด๋์ด๊ณ , n=1200 ์์๋ +0.38 ๋งํผ ์ํด๋ค. ๋ถํธ๊ฐ n ๊ณผ ํจ๊ป ๋ค์งํ๋๋ฐ, ์ด๊ฒ ์ (1)์ ์ฐ๋ณ์ด ์์ธกํ๋ ๋ฐ๋ค. ๊ต์ฐจ์ ์๋์์ orbit-constancy๋ ๊ณต์ง ์ ๊ทํ์ด๊ณ , ์์์๋ ์ค์ ๋น์ฉ์ด๋ค. ๋ ผ๋ฌธ์ด ๊ถํ๋ ์ด์ฉ์ \lambda\in[4,16] ์ ๊ต์ฐจ์ ์๋์ ์๋ค.
5.3 โ ์ ์ด ์ถ์ด ์ด๋ ค์ด ๊ฒฝ์ฐ์ธ๊ฐ
์ฌํ๊ธฐ๊ฐ ๋น์ฉ์ ๋ฐ์์ํค๋์ง๋ ๋ณํ์ด ์๋๋ผ ํํ์ด ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ๋ถ๋ก D.6์ ๋ค ์์น ์ถ์ด ํต์ ๊ตฐ ์ญํ ์ ํ๋ค.
| ์ถ | ๊ณ์ด | Teacher dispersion | ๊ฐ์ | ์ธ์ฆ์ |
|---|---|---|---|---|
| Angle wrap (Kepler) | gauge | 8.6\times10^{-15} | โ | bijective |
| Time origin (Lorenz) | gauge | 4.2\times10^{-12} | โ | bijective |
| Circular shift | gauge | 2.6\times10^{-2} | 100% | quotient |
| Node permutation (Ax=b) | exchangeability | 3.3\times10^{2} | 83.4% | quotient |
์์ ๋ ์ถ์์ ์ดํ์ด ์ฌ์ค์ 0์ธ ์ด์ ๋ ๋ชจ๋ธ์ด ๊ฐ๊ฑดํด์๊ฐ ์๋๋ค. Kepler featurization์ด ๊ฐ๋๋ฅผ (\sin M,\cos M) ์ผ๋ก ์ธ์ฝ๋ฉํ๋ฏ๋ก M ๊ณผ M+2\pi k ๋ ๋ฌธ์ ๊ทธ๋๋ก ๊ฐ์ ์ ๋ ฅ์ด๊ณ , Lorenz ์์ธก๊ธฐ๋ ์ ๋ ์๊ฐ์ ๋ฐ์ง ์๋๋ค. ๋ณํ์ด ์ ์ด์ ๋ชจ๋ธ์ ๋๋ฌํ์ง ๋ชปํ๋ค.
๋ถ๋ก H.2์ ๋ถ์๋์ญํ ์ ์ ๊ฐ ๋ณ์๋ฅผ ๊ณ ๋ฆฝ์์ผ ๊ฐ์ ์ ์ ์ฐ๋๋ค: ๊ฐ์ ์์คํ ยท๊ฐ์ ๋ฐ์ดํฐยท๊ฐ์ ๊ธฐ์ค์์, ๋ถ๋ณ ์ธ์ฝ๋๋ฅผ raw ์ขํ๋ก ๋ฐ๊พธ๋ ๊ฒ๋ง์ผ๋ก ํ์ ์ด make์์ break๋ก ๋ค์งํ๋ค.
์ด๊ฒ ์ (1)์ architectural ํญ L(\mathcal{F})-L(\mathcal{F}_{\mathrm{inv}}) ๋ฅผ ๋์ ๋ณด์ด๊ฒ ๋ง๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ฒฉ์ฐจ๋ ํํ์ด ๊ทธ ๊ตฌ๋ณ์ ์ด๋ฏธ ํด์ํ์ง ๋ชปํ์ ๋ ์ ํํ ๊ทธ๋ ์กด์ฌํ๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ ๋/์๋ ์ก์ ์ธ์ฝ๋ฉ์ด ํธ๊ธฐ์ฌ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ์๋๋ผ ์ด๋ ค์ด ๊ฒฝ์ฐ์ธ ์ด์ ์ด๊ธฐ๋ ํ๋ค โ ์นด๋ฉ๋ผ ๊ฐ๋๋ ์๊ฐ ์์ ์ด๋ผ๋ฉด nuisance๋ฅผ featurizeํด ์์จ ์ ์๊ณ , ๊ทธ๋์ผ ํ๋ค. ์ฌ๊ธฐ์๋ ๋ ํ๋ผ๋ฏธํฐํ๊ฐ ๋ชจ๋ ์์ฐ์ค๋ฝ๊ณ ์ด๋ ์ชฝ๋ ์ ์ค์ ์ด์ง ์์ผ๋ฉฐ, ์ก์ ์๋์ฐ๋ฅผ ์ซ์ ๋ฒกํฐ๋ก ๋ฐ๋ ์์ธก๊ธฐ๋ ์ด๋ค ๊ด๋ก๊ฐ ๊ทธ ์ซ์๋ฅผ ๋ง๋ค์๋์ง ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ์๋ค. ์์ ๋ป์ featurization์ด ์๊ณ , ๋จ๋ ๊ฑด ๊ฒฉ์ฐจ๋ฅผ ์ฌ๊ณ ํ์ต์ผ๋ก ์ง์ฐ๋ ๊ฒ๋ฟ์ด๋ค.
๋นํ์ ์ผ๋ก ๋ณด๋ฉด
๊ฐ์
- ๊ฐ์ฅ ํฐ ๊ฐ์ ์ โ๋ฌด์์ ์ธก์ ํ๊ณ ์๋์งโ์ ๋ํ ์๊ธฐ ๊ฒ์ด์ด๋ค. ์ ์ํ ๋ค ์ถ ์ค ์ ์ ์๊ธฐ ํ ์คํธ๋ก ๊ธฐ๊ฐํ๊ณ ๊ทธ ์ฌ์ค์ ๋ ผ๋ฌธ์ ์ค์ฌ ๋ ผ์ฆ์ผ๋ก ์ด๋ค. ๋๋ถ๋ถ์ ๋ ผ๋ฌธ์ ์คํจํ ์ถ์ ์กฐ์ฉํ ์ง์ด๋ค.
- ๋ถ๋ฆฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋จผ์ ๋งํ๋ค. โํ๋ํฐ๋ ํ๊ท ํ์คํฌ ์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ์ ํ์ง ์๋๋คโ, โ์ฉ๋ ์ด์ ๋ ๋ฆฝ ์ฆ๊ฑฐ๊ฐ ์๋๋คโ, โcollapse ratio๋ ๋ถ์ผ์น ์ฆ๊ฐ๊ฐ ์๋๋ผ ๋น์ฉ ์ฆ๊ฐ๋คโ, โpooled ํ์ต์ด ์ ํ๋๋ฅผ ๋๋๋ฆฐ ๊ฑด ์ฐ๋ฆฌ ๊ณต์ด ์๋๋คโ๊น์ง ์ ๋ถ ๋ณธ๋ฌธ์ ์ ํ ์๋ค. ์ด ์ ์ง์ฑ ๋์ ๋จ์ ์ฃผ์ฅ(๊ผฌ๋ฆฌยท๋กค์์ยทPushT)์ ์ ๋ขฐ๋๊ฐ ์ฌ๋ผ๊ฐ๋ค.
- โ์ ๋ณด ์์ค ์์โ์ ์ธ์ฆํด covariate shift ๋ ผ์์ ์ฐจ๋จํ ์ค๊ณ๊ฐ ๊น๋ํ๋ค. R^2=0.996(๊ฒฐํฉ) vs 0.757(์ก์ ๋จ๋ )์ ๋๋น๋ ๊ทธ ์์ฒด๋ก ์ค๋ฌด์์๊ฒ ์ ์ฉํ ๊ตํ์ด๋ค โ ์ฑ๋์ ๊ณ ๋ฆฝ์์ผ ๊ฒ์ฌํ์ง ๋ง๋ผ.
- ๋๊ฒฐ ์ธ์ฝ๋ ์ ํ์ด ์ง๋จ ๋๊ตฌ๋ก์ ๋ ผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ ๋นํ๋๋ค. ์ธก์ ๋ ๊ฒ ๋ ๋๋ง/augmentation ํจ๊ณผ๊ฐ ์๋๋ผ ์ ์ด ๋ฐ์ดํฐ์ ์ฑ์ง์ด๋ผ๋ ์ฃผ์ฅ์ด ์ค๊ณ์์ ๋์จ๋ค.
- ์๋ฆฌ๊ฐ ์ค๋ฌด์ ์ผ๋ก ์ธ๋ค. orbit ์์๊ฐ ๋ ๊ฐ๋ฟ์ด๋ผ augmentation ํ ์ค + ์ฝ์ฌ์ธ ํ๋ํฐ ํ ์ค์ด๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ ผ๋ฌธ์ ์ด๊ฒ ์ผ ์ด์ (orbit์ด ์ ํํ๊ณ ์์)์ ์ด๋์ ๊ทธ๊ฒ ๋๋๋์ง(๋ถ๋ก D.2: S_{100} ์ \approx9.3\times10^{157} ํญ, ์ฐ์๊ตฐ์ Haar ์ธก๋ ์ ๋ถ์ด๋ผ ์ ํ ํฉ์ด ์์ ์๋)๋ฅผ ๋ช ์ํ๋ค.
- ์๋ฆฌ ์์น(์์ค vs ์ถ๋ ฅ)์ ๋ํ ์ด๋ก ์ ๊ตฌ๋ถ์ด ์ค์ ์คํ ์ซ์(11.55 vs 5.25)์ ๋ง์๋จ์ด์ง๋ค. ์ด๋ก ๊ณผ ์ธก์ ์ด ๊ฐ์ ๋ฐฉํฅ์ ๊ฐ๋ฆฌํค๋ ํ์น ์์ ์ฌ๋ก๋ค.
์ฝ์
- ์คํ ๊ท๋ชจ๊ฐ ๋งค์ฐ ์๋ค. n_{\mathrm{train}}=1200, n_{\mathrm{test}}=384, hidden 1024 ร depth 2 MLP, 800 steps, seed 3๊ฐ. ์ ์๋ค๋ โ3 seeds is thinโ์ด๋ผ๋ฉฐ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์๋๋ผ ๋ฐฉํฅ์ ๋ณด๊ณ ํ๋ค๊ณ ์ ์ง๋ง, โ์ก์ ํ๊ธฐ๊ฐ world model์ ๋ง๊ฐ๋จ๋ฆฐ๋คโ๋ ์ผ๋ฐ ์ฃผ์ฅ์ ์ด ๊ท๋ชจ๋ก ์งํฑํ๋ ค๋ฉด ๋ ์ ์ชฝ์์ ์๋นํ ์ธ์ฝ์ด ํ์ํ๋ค.
- evaluated model์ด world model์ด๋ผ๊ธฐ์ ์๋ค. ๋๊ฒฐ latent ์์ 2์ธต MLP๋ DreamerยทTD-MPC2ยทV-JEPA 2 ๊ฐ์ ์ค์ ์์คํ ๊ณผ ์ฉ๋ยทํ์ต ๋ฐฉ์์ด ํฌ๊ฒ ๋ค๋ฅด๋ค. ๋ ผ๋ฌธ์ ๋ณต์ ํญ์ด ์์ผ๋ฉด ๊ฒฐํจ์ด โ๋ถ๋ถ์ ์ผ๋ก ๊ฐ๋ ค์ง๋คโ๊ณ ์ฃผ์ฅํ์ง๋ง, ๊ฐ๋ ค์ง์ ์ ๋๋ ์ธก์ ๋์ง ์์๋ค. โ์ค์ ๋ฐฐํฌ๋๋ world model์์๋ ์ด๋งํผ์ธ๊ฐโ๋ ์ด๋ฆฐ ์ง๋ฌธ์ด๋ค.
- ํ๊ฐ๊ฐ ์ ๋ถ ์คํ๋ผ์ธ์ด๋ค. ์ ์๋ค ์ค์ค๋ก ํ๊ณ๋ก ์ ๋๋ค โ ์ก์ ์ ํ์ ์ ์ด์ ๋๋ฆฌ์งํ์ด๊ณ , ๋กค์์๋ latent ์์์๋ง ๋ซํ๋ค. โ์ ์ด ์คํจโ๋ผ๋ ๊ฐํ ํํ์ด ์ค์ ํ๋ฃจํ ์ ์ด ์คํจ๋ก ํ์ธ๋์ง๋ ์์๋ค.
- ์ ๊ฒฉ์ฑ probe๊ฐ ์ ํ ridge regression์ด๋ค. ๊ทธ๋์ ์ ํ ์ฌ๋ผ๋ฒจ๋ง์ ์๋์ผ๋ก ์ธ์ฆํ๊ณ (์ฌ๊ธฐ์ a_{\mathrm{rel}}=a_{\mathrm{abs}}-s_t ๋ ์ ํํ ์ ํ์ด๋ค), ๋น์ ํ ์ ๋จ์ฌ๋ ๊ธฐ๊ฐํ ์ ์๋ค. ๋ ผ๋ฌธ์ ์ธ์ฆ์๊ฐ ์ปค๋ฒํ๋ ๋ฒ์๊ฐ ์๊ฐ๋ณด๋ค ์ข๋ค๋ ๋ป์ด๋ค.
- ํต์ฌ metric์ธ retrieval rank์ ์์ ์ฑ์ ๋จ์๊ฐ ๋ถ์ด ์๋ค. ์ฌํ์ฑ ์ง์ ์ โrank๋ ๋ถ๋์์์ ์์ ๋๋ฌธ์ CPU/GPU ๊ฐ 2~4% ๋ฌ๋ผ์ง๋ฉฐ dispersion ์ธก์ ์น๋ ์์ ์ ์งธ ์๋ฆฌ๊น์ง ์ผ์นํ๋คโ ๊ณ ์ ํ ์๋ค. ๊ทธ๋์ ๋ ผ๋ฌธ์ rank ๊ธฐ๋ฐ ์์น(ํนํ collapse ratio)๋ dispersion ์์น๋ณด๋ค ๋ ๋จ๋จํ๋ค. ๋คํํ ๋ ผ๋ฌธ์ ๊ฒฐ๋ก ์ ๋๋ถ๋ถ ์ฝ์ฌ์ธ(=dispersion) ์ชฝ์ ๊ฑธ๋ ค ์๋ค.
- PushT๊ฐ ๋ถํธํ ๋ฐ์ดํฐ์ ์ด๋ค. ์๋ฆฌ๊ฐ ์ถ์ ๋ชป ๊ณ ์น๊ณ (\lambda=0 ์ต์ -0.348), ํ๋ํฐ๋ฅผ ๋ฃ์ด๋ ์์ ํ ๋ชป ๋ซ์ผ๋ฉฐ, canonical ์ฑ๋ฅ์ ์ง๋ถํ๋ค. ๋ถ๋ก H.1์๋ ๋ ๊ณค๋ํ ์ฌ์ค๋ ์๋ค โ PushT์์๋ ์ก์ ์ ์ถ๊ฐํ๋ ๊ฒ ์์ฒด๊ฐ ๊ฒ์ rank๋ฅผ ์ ํ์ํจ๋ค(179.9\to349.9)๊ณ ๋ณด๊ณ ๋์ด, ์ก์ ํํ์ด ์ธ์ฝ๋์ latent ๊ธฐํ์ ํธํ๋์ง ์๋ break ํ์ ์ ๋ฐ๋๋ค. ๊ทธ๋ ๋ค๋ฉด PushT์ ๊ทน์ ์ธ ์ง๊ต์ฑ ์์น(\cos=0.067)๊ฐ โ์ก์ ํ๊ธฐ ๋ถ๋ณ์ฑ ๊ฒฐํจโ์ธ์ง โ์ ์ด์ ์ก์ ์กฐ๊ฑด๋ถ์ฌ๊ฐ ์๋ํ์ง ์๋ ์ค์ โ์ธ์ง ๊ตฌ๋ถํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค. ๋ ผ๋ฌธ์ teacher๊ฐ ์ฝํ๋ค๋ ์ ์ ์ธ์ ํ์ง๋ง ์ด ๋ ํด์์ ๋ช ์์ ์ผ๋ก ๋ถ๋ฆฌํ์ง๋ ์๋๋ค.
- ์ฝ๋๊ฐ ์ด๋ฆ๋ง ์๊ณ ๋งํฌ๊ฐ ์๋ค. โMezzanine์ ๋ฆด๋ฆฌ์คํ๋คโ, โ๋ชจ๋ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋๋ฐ ์ ์ฅ์์์ ์ฌ์์ฑ๋๋คโ๊ณ ์ฐ์ฌ ์๋๋ฐ v1์ URL์ด ์๋ค. ์ฌํ์ฑ ์ง์ ์ด ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ์๋ก(์บ์ fingerprint,
results.json, ์คํ ๋๋ ํฐ๋ฆฌ ๋ชฉ๋ก) ๋งํฌ ๋ถ์ฌ๊ฐ ๋ ๋์ ๋๋ค. ์ด ๋ฆฌ๋ทฐ์ ์ฝ๋ ๊ฒ์ฆ์ ๋ถ์ด์ง ๋ชปํ ์ง์ ์ ์์ธ์ด๋ค. - โrepair๊ฐ ์ฌ์ด ๋ถ๋ถโ์ด๋ผ๋ ํ๋ ์ด๋ฐ์ ๋ง์ง๋ง, ๊ทธ ๋๊ฐ๋ก ๋ ผ๋ฌธ์ ์ค์ฉ์ ๊ธฐ์ฌ๊ฐ ์์์ง๋ค. ์ค๋ฌด์ ์ ์ฅ์์ ์ป๋ ์ฒ๋ฐฉ์ ๊ฒฐ๊ตญ โ๋ ํ๊ธฐ๋ก augmentํ๊ณ ์ฝ์ฌ์ธ ์ผ์น ํ๋ํฐ๋ฅผ ๊ฑธ์ด๋ผโ์ด๊ณ , ์ด๊ฑด ์ถ์ ์๊ณ ๋๋ฉด ๋๊ตฌ๋ ์ฒซ ๋ฒ์งธ๋ก ์๋ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค(๋ ผ๋ฌธ๋ \lambda=0 ์ โany practitioner would reach forโ๋ผ ๋ถ๋ฅธ๋ค). ์ง์ง ๊ธฐ์ฌ๋ ยง3์ ์ธ์ฆ ์ ์ฐจ์ธ๋ฐ, ๊ทธ ์ ์ฐจ๋ฅผ ์๋ํํ๋ ๋ถ๋ถ์ ๋ฏธ๋ ์์ ์ผ๋ก ๋จ๊ฒจ์ ธ ์๋ค(โProposing transformations automatically โฆ is the obvious thing to build nextโ).
ํ๋จ
์ง๋จ ํ๋ ์์ํฌ๋ก์๋ ์ข๊ณ , ์ค์ฆ ๊ท๋ชจ๋ก์๋ ์ฝํ๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์์ ๊ฐ์ ธ๊ฐ ๊ฒ์ ์ซ์๊ฐ ์๋๋ผ ์ง๋ฌธ์ ์์๋ค โ โ๋ถ๋ณ์ธ๊ฐ?โ๋ฅผ ์ฌ๊ธฐ ์ ์ โ์ด ๋ณํ์ ๋ํด ๋ถ๋ณ์ ์๊ตฌํ ์๊ฒฉ์ด ์๋๊ฐ?โ๋ฅผ ๋จผ์ ๋ฌผ์ด์ผ ํ๊ณ , ๊ทธ ๋ต์ด parity gap์ด๋ผ๋ ์ ๋์ผ๋ก ๋์จ๋ค๋ ๊ฒ. ์ก์ ํ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๊ฟ ๋ฃ์ด๋ณด๋ ๊ฐ์ฌ ์ ์ฐจ ์์ฒด๋ ์ค๋ ๋น์ฅ ์๋ฌด ๋ก๋ด world model์๋ ์ ์ฉํ ์ ์๊ณ , ๋น์ฉ์ด ๊ฑฐ์ 0์ด๋ค. ๊ทธ๊ฒ ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ค์ง์ ๊ฐ์น๋ผ๊ณ ๋ณธ๋ค.
๊ด๋ จ ์ฐ๊ตฌ
- ๋ถ๋ณ์ฑ์ ๊ฐ์ค ํด๋์ค์ ๋ด์ฅํ๊ธฐ โ group equivariant CNN(Cohen & Welling 2016), E(n) equivariant GNN(Satorras et al. 2021). ๋ ผ๋ฌธ์ ์ด๊ฒ์ ์ (1)์ ์ผ์ชฝ(architectural) ํญ์ผ๋ก ์์น์ํค๊ณ , ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ๊ณณ์์๋ ์ด์ชฝ์ด ๋ซ๋ค๊ณ ์ธ์ ํ๋ค(๊ฐ๊ฒฉ์ด 0์ด๋ฏ๋ก). ๋ ผ๋ฌธ์ ๊ด์ฌ์ ๊ทธ๊ฒ ์ปค๋ฒํ์ง ๋ชปํ๋ ์์ญ์ด๋ค.
- ํ๊ฒฝ์ผ๋ก๋ถํฐ ๋ถ๋ณ์ฑ์ ์ถ๋ก ํ๊ธฐ โ IRM(Arjovsky et al. 2019), ์ธ๊ณผ ๋ถ๋ณ ์์ธก(Peters et al. 2016). ์ด์ชฝ์ ํ๊ฒฝ ๋ถํ ์ ๊ฑด๋ค๋ฐ์ ๊ทธ ์์์ ์์ ์ ์ธ ํํ์ ์ฐพ๋๋ค. ์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ํ๋ณด ๋ณํ์ ๊ฑด๋ค๋ฐ์ ๊ทธ์ ๋ํ ๋ถ๋ณ์ฑ ๊ฐ์ ๊ฐ ์ฌ์์ธ์ง ๋ญ๊ฐ๊ธฐ์ธ์ง ํ์ ํ๋ค. ์ ์๋ค์ ๋๋น๊ฐ ๊น๋ํ๋ค: โํ๊ฒฝ์ ์ด๋ฆ์ ๋์ง ์์ ์ฑ ๋ถ๋ณ์ฑ์ด ์กด์ฌํ๋ค๊ณ ๋งํ๊ณ , ์ธ์ฆ์ ์ด๋ฆ ๋ถ์ ๊ตฐ์ด ๋ถ๋ณ์ฑ์ธ์ง๋ฅผ ๋งํ๋ค.โ ์๋ก๋ฅผ ํฌ์ญํ์ง ์๋ ๋ณด์ ๊ด๊ณ.
- Augmentation์ ์ด๋ก โ Chen et al. 2020(๊ตฐ๋ก ์ augmentation ํ๋ ์์ํฌ)์ augmentation์ nuisance ๊ตฐ์ ๋ํ ๊ทผ์ฌ ์ฃผ๋ณํ๋ก ์ฝ๊ณ , ์ (1)์ด ๊ทธ ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋งค๊ธด๋ค. ๋ฑ๋ณ ๋ชจ๋ธ์ ์ผ๋ฐํ ์ด๋์ Elesedy & Zaidi 2021๋ก ํ๋ฆฝ๋์ด ์๋ค.
- Latent world model ๊ณ์ด โ I-JEPA(Assran et al. 2023), V-JEPA 2(2025), LeCun 2022. ๋ ผ๋ฌธ์ ์ด ๊ณ์ด์ด ๋ณดํต ํํ ๊ณต๊ฐ ์งํ + ์ก์ ์ฑ๋ ์ ์ ๋ก ํ๊ฐ๋๋ค๊ณ ์ง์ ํ๊ณ , ์๊ธฐ ์ฃผ์ฅ์ด โ๋ ์ข์ ์์ธกโ์ด ์๋๋ผ โ์์ธก์ด ๋ ๋๋ฑํ ํ๊ธฐ ์ค ๋ฌด์์ ๊ฑด๋ธ๋์ง์ ์์กดํด์๋ ์ ๋๋คโ ์์ ๋ถ๋ช ํ ํ๋ค. RL ๊ธฐ๋ฐ world model(Dreamer, TD-MPC2)๊ณผ์ ๋น๊ต๋ ์ง๊ตํ๋ ์ถ์ด๋ผ๊ณ ์ ์ ๊ธ๋๋ค.
- ๋ฐ์ดํฐยทํ๊ฒฝ โ ALOHA(Zhao et al. 2023), PushT/Diffusion Policy(Chi et al. 2023), ๋ชจ๋ LeRobot(Cadene et al. 2024)์ ํตํด ์ฌ์ฉ.
์์ฝ
- ๋ก๋ด ์ก์ ์ ์ ๋ ๊ด์ ๋ชฉํ๋ก ์ฐ๋๋ ์ํ ๋๋น ๋ธํ๋ก ์ฐ๋๋๋ ์ปจํธ๋กค๋ฌ ์ฌ์ ์ผ๋ก ์ ํด์ง๋ ํ๊ธฐ ๋ฌธ์ ์ธ๋ฐ, ์ก์ ์กฐ๊ฑด๋ถ world model์ ์ด๋ฅผ ๋ง์์ด ๋ฌผ๋ ค๋ฐ๊ณ ํ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๋ฉด ๋ฌด๋์ง๋ค โ ๊ฒ์ 2.6~13.4๋ฐฐ ๋ถ๊ดด, ๋ชฉํ ์กฐ๊ฑด ์ก์ ์ ํ 53.1%โ15.4%, PushT์์ ๊ฑฐ์ ์ง๊ต.
- ์ด๊ฒ์ด ๋จ์ ๋ถํฌ ๋ณํ๊ฐ ์๋ ์ด์ ๋ ์ ๋ณด๊ฐ ํ๋๋ ์ ์ค์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค(๊ฒฐํฉ ์ ๋ ฅ R^2=0.996). ๋ ผ๋ฌธ์ ์ด๊ฑธ ์ฆ๋ช ํ๋ ํ ์คํธ๋ฅผ ์ ์ํ๊ณ , ๊ทธ ํ ์คํธ๋ก ์๊ธฐ๊ฐ ์ ์ํ ๋ค ์ถ ์ค ์ ์ ๊ธฐ๊ฐํ๋ค. ํ ์คํธ๋ ๋ฐ๋์ ๊ฒฐํฉ ์ ๋ ฅ์์ ํด์ผ ํ๋ค(์ก์ ๋จ๋ ์ R^2=0.757 ๋ก ์คํ).
- Theorem 2๊ฐ ๋ถ๋ณ์ฑ ๊ฐ์ ์ ๊ฐ๊ฒฉ์ parity gap \delta ๋ก ์ ํํ ๋งค๊ธด๋ค. ๋ณต์๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์ธ์ฆ์์ด์ง ๊ฒ์ดํธ๊ฐ ์๋๋ค.
- ์๋ฆฌ๋ ๋ชฉ์ ํจ์์ orbit ํ๊ท + ๋ถ์ผ์น ํ๋ํฐ. ํ๊ท ์ด ์ถ๋ ฅ์ ๋์ด๋ฉด ์ ๋๋ ์ด์ ๋ ์์ธก์ด ๋ฐฉํฅ๊ฐ์ด๋ผ Jensen ๋ณด์ฅ์ด ๊นจ์ง๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๊ณ (Prop. 3, ๋ช ์์ ๋ฐ๋ก), ์คํ์ด ๊ทธ๋๋ก ํ์ธํ๋ค(orbit-mean student rank 11.55 vs 5.25).
- ์ ์งํ ๋ฐฐ๋ถ: pooled ํ์ต๋ง์ผ๋ก ํ๊ท ํ์คํฌ๊ฐ ํ๋ณต๋๋ค(rank 61.5โ5.98). ํ๋ํฐ๊ฐ ์ฌ๋ ๊ฑด ๊ผฌ๋ฆฌ๋ค โ ์ต์ ์ผ์น๋ 0.779โ0.995, ๋กค์์์์ ์นจ์๋์ง ์๊ณ ๋ฒํฐ๋ ์ต์ ๊ฐ. ๋์ canonical ์ ํ๋ ์ฝ 3์ .
- ๊ฒฐํจ์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ท๋ชจ์ ๋ถ๋ณ์ด๋ค(์ฝ์ฌ์ธ 0.357/0.337/0.374/0.370 ํํ). ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด ์ถ์ด ์ด๋ ค์ด ์ด์ ๋ ๋ ํ๋ผ๋ฏธํฐํ ๋ชจ๋ ์์ฐ์ค๋ฝ๊ณ ์ด๋ ์ชฝ๋ ์ ์ค์ ์ด ์๋๋ผ์ featurize๋ก ์์จ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
- ํ๊ณ๋ ์ ์๋ค์ด ๋๋ถ๋ถ ์ค์ค๋ก ์ ๋๋ค: ์์ MLPยท3 seedยท์คํ๋ผ์ธ ํ๊ฐยท์ ํ probe. ์ฌ๊ธฐ์ ๋ฆฌ๋ทฐ์ด๋ก์ ๋ง๋ถ์ด์๋ฉด ์ฝ๋ ๋งํฌ ๋ถ์ฌ์ PushT์ ํด์ ๋ชจํธ์ฑ(์ก์ ์กฐ๊ฑด๋ถ์ฌ ์์ฒด๊ฐ break ํ์ ์ ๋ฐ์ ์ค์ )์ด๋ค.