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  • ๐Ÿ” Ping Review
  • ๐Ÿ”” Ring Review
    • ๋ฐฐ๊ฒฝ โ€” ์ฒ˜์Œ ๋ณด๋Š” ์‚ฌ๋žŒ์„ ์œ„ํ•œ ์šฉ์–ด ์ •๋ฆฌ
      • world model, ๊ทธ์ค‘์—์„œ๋„ latent dynamics model
      • action representation: absolute vs relative(delta)
      • orbit, orbit-constancy, dispersion
      • ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์™œ โ€œ๊ทธ๋ƒฅ distribution shift ์•„๋‹ˆ๋ƒโ€๊ฐ€ ์•„๋‹Œ๊ฐ€
    • ๋ฐฉ๋ฒ• ์ƒ์„ธ
      • ยง2 โ€” ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๊ฐ€ ํ‘œ๊ธฐ๋ฅผ ์กด์ค‘ํ•  ์ด์œ ๊ฐ€ ์—†๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์˜ ์ •ํ™•ํ•œ ๊ฐ€๊ฒฉ
      • ยง3 โ€” ์žฌํ‘œ๊ธฐ์ธ๊ฐ€, ๋‹ค๋ฅธ ์ž…๋ ฅ์ธ๊ฐ€ (์ด ๋…ผ๋ฌธ์˜ ์•Œ๋งน์ด)
      • ยง4 โ€” ์ˆ˜๋ฆฌ: ๋‘ ์ธ์ฝ”๋”ฉ ์œ„์—์„œ ํ‰๊ท ๋‚ด๊ธฐ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ํ‰๊ท ์ด ๋†“์ผ ์ž๋ฆฌ
    • ์ง๊ด€ โ€” ์„ธ ์ค„๋กœ ๋ถ™์žก๋Š” ๋…ผ๋ฌธ์˜ ๋…ผ๋ฆฌ
    • ์‹คํ—˜
      • ์„ค์ • (๋ถ€๋ก A)
      • 5.1 โ€” ๋ถ•๊ดด์˜ ์ธก์ •
      • ์ˆ˜๋ฆฌ๊ฐ€ ๊ฐ๊ฐ ๋ฌด์—‡์„ ์‚ฌ์ฃผ๋Š”๊ฐ€ (Table 2)
      • ๋กค์•„์›ƒ: ํ‰๊ท ์€ ์•ˆ์ •์ ์ด๊ณ , ์ตœ์•…์€ ์•„๋‹ˆ๋‹ค (Table 3ยท4)
      • 5.2 โ€” ๊ฒฐํ•จ์€ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ๋Š˜๋ ค๋„ ๋‹ซํžˆ์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค
      • I(Y;G\mid Z) ๋ฅผ ์ง์ ‘ ์ฐ์–ด๋ณด๊ธฐ
      • 5.3 โ€” ์™œ ์ด ์ถ•์ด ์–ด๋ ค์šด ๊ฒฝ์šฐ์ธ๊ฐ€
    • ๋น„ํŒ์ ์œผ๋กœ ๋ณด๋ฉด
      • ๊ฐ•์ 
      • ์•ฝ์ 
      • ํŒ๋‹จ
    • ๊ด€๋ จ ์—ฐ๊ตฌ
    • ์š”์•ฝ

๐Ÿ“ƒAction Encoding Invariance ๋ฆฌ๋ทฐ

world-model
JEPA
ViT
ssl
representation
action-space
invariance
manipulation
ALOHA
PushT
LeRobot
benchmark
Robot World Models Are Not Invariant to How the Actions Are Written
Published

September 25, 2026

  • Paper Link (arXiv:2609.23252v1) โ€” ์ด ๋ฆฌ๋ทฐ๋Š” arXiv v1(2026-09-19, cs.RO) ์„ ์ •๋ณธ์œผ๋กœ ์ฝ์—ˆ๊ณ , HTML ํŒ๋ณธ๊ณผ arXiv ์†Œ์Šค tarball(arxiv.tex + fig1~4 PDF)์„ ํ•จ๊ป˜ ๋Œ€์กฐํ–ˆ๋‹ค. ๋ณธ๋ฌธ 6์ ˆ + ๋ถ€๋ก A~H ์ „์ฒด๊ฐ€ ๋Œ€์ƒ์ด๋‹ค.

  • Code: ๋งํฌ ์—†์Œ. ๋…ผ๋ฌธ์€ ์žฌํ˜„์„ฑ ๋ฌธ๋‹จ์—์„œ โ€œAll results regenerate from the accompanying repositoryโ€ ๋ผ ํ•˜๊ณ  6์ ˆ์—์„œ โ€œWe release Mezzanine, which implements the procedure end to endโ€ ๋ผ๊ณ  ์ด๋ฆ„๊นŒ์ง€ ๋ฐํžˆ์ง€๋งŒ, v1 ๋ณธ๋ฌธยท์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ—ŒยทLaTeX ์†Œ์Šค ์–ด๋””์—๋„ ์ €์žฅ์†Œ URL์ด ์—†๋‹ค. ์†Œ์Šค์— ๋“ฑ์žฅํ•˜๋Š” ์œ ์ผํ•œ GitHub ๋งํฌ๋Š” ๋ฐ์ดํ„ฐ์…‹ ๋„๊ตฌ์ธ huggingface/lerobot์ด๋‹ค. (โ†’ ์ด ๋ฆฌ๋ทฐ์— ์ฝ”๋“œ ์žฌํ˜„ยท์Šฌ๋ผ์ด๋“œ๊ฐ€ ์—†๋Š” ์ด์œ ๋‹ค.)

  • Project page: ์—†์Œ. ๋ฐ๋ชจ ์˜์ƒ๋„ ์—†๋‹ค.

  • Ahmed Karim, Leon Chlon

  • Hassana Labs / University of Oxford / University College London โ€” arXiv preprint, 2026 (LaTeX ์†Œ์Šค๊ฐ€ iclr2027_conference.sty๋ฅผ ์“ฐ๋ฏ€๋กœ ICLR 2027 ํˆฌ๊ณ ๋ณธ์œผ๋กœ ์ถ”์ •๋˜๋‚˜, ๋…ผ๋ฌธ์— ํ•™ํšŒ ํ‘œ๊ธฐ๋Š” ์—†๋‹ค)

  1. ๐Ÿ’ก โ€œ๊ฐ™์€ ๋™์ž‘์„ ๋‹ค๋ฅด๊ฒŒ ์ ์—ˆ์„ ๋ฟ์ธ๋ฐ world model์ด ๋”ด์†Œ๋ฆฌ๋ฅผ ํ•œ๋‹คโ€ โ€” ๋กœ๋ด‡ ์•ก์…˜์„ ์ ˆ๋Œ€ ๊ด€์ ˆ ๋ชฉํ‘œ๋กœ ์“ฐ๋А๋ƒ ํ˜„์žฌ ์ƒํƒœ ๋Œ€๋น„ ๋ณ€ํ™”๋Ÿ‰(๋ธํƒ€)์œผ๋กœ ์“ฐ๋А๋ƒ๋Š” ์ปจํŠธ๋กค๋Ÿฌ ์ธํ„ฐํŽ˜์ด์Šค ์‚ฌ์ •์œผ๋กœ ์ •ํ•ด์ง€๋Š” ํ‘œ๊ธฐ ๋ฌธ์ œ์ธ๋ฐ, ์•ก์…˜์„ ์กฐ๊ฑด์œผ๋กœ ๋ฐ›๋Š” latent dynamics model์€ ์ด ํ‘œ๊ธฐ๋ฅผ ์•”๋ฌต์ ์œผ๋กœ ๋ฌผ๋ ค๋ฐ›๊ณ , ํ‘œ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ”๊ฟ” ๋„ฃ์œผ๋ฉด ๊ทธ๋ƒฅ ๋‚˜๋น ์ง€๋Š” ๊ฒŒ ์•„๋‹ˆ๋ผ ๋‹ค๋ฅธ ์งˆ๋ฌธ์— ๋‹ตํ•œ๋‹ค.
  2. โš™๏ธ โ€œ์ด๊ฒŒ ์ง„์งœ ์žฌํ‘œ๊ธฐ(re-parameterization)์ธ๊ฐ€โ€๋ฅผ ๋จผ์ € ์ฆ๋ช…ํ•˜๊ณ  ๊ณ ์นœ๋‹ค โ€” ์˜ˆ์ธก ๋™๋“ฑ์„ฑ(necessary)๊ณผ ์ƒํ˜ธ ๋ณต์›๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ(sufficient certificate)์œผ๋กœ ๋ณ€ํ™˜์˜ ์ ๊ฒฉ์„ฑ(admissibility) ์„ ํŒ์ •ํ•˜๊ณ , ํ†ต๊ณผํ•œ ์ถ•์— ๋Œ€ํ•ด์„œ๋งŒ ๋ชฉ์ ํ•จ์ˆ˜๋ฅผ orbit ์œ„์—์„œ ํ‰๊ท ๋‚ด๊ณ  ๋ถˆ์ผ์น˜ ํŽ˜๋„ํ‹ฐ \lambda ๋ฅผ ๋”ํ•ด ์ˆ˜๋ฆฌํ•œ๋‹ค. ์ถœ๋ ฅ ํ‰๊ท ์ด ์•„๋‹ˆ๋ผ ๋ชฉ์  ํ‰๊ท ์ด์–ด์•ผ ํ•˜๋Š” ์ด์œ ๋„ ๋ฐฉํ–ฅ(๋‹จ์œ„๋ฒกํ„ฐ) ์˜ˆ์ธก์—์„œ Jensen ๋ณด์žฅ์ด ๊นจ์ง„๋‹ค๋Š” ๋ฐ˜๋ก€๋กœ ์ฆ๋ช…ํ•œ๋‹ค.
  3. ๐ŸŽฏ ๋กœ๋ด‡ ๋ฐ์ดํ„ฐ์…‹ 3์ข…ยท๋ชจํด๋กœ์ง€ 2์ข…์—์„œ ํ‘œ๊ธฐ๋งŒ ๋ฐ”๊พธ๋ฉด ๊ฒ€์ƒ‰ rank๊ฐ€ 2.6~13.4๋ฐฐ ๋ฌด๋„ˆ์ง€๊ณ , ๋ชฉํ‘œ ์กฐ๊ฑด ์•ก์…˜ ์„ ํƒ์€ 53.1% โ†’ 15.4%, PushT์—์„œ๋Š” ๋‘ ๋ฏฟ์Œ์ด ๊ฑฐ์˜ ์ง๊ต(\cos=0.067, ์ตœ์•… -0.377)ํ•œ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ๋‘ ํ‘œ๊ธฐ๋Š” ๊ฒฐํ•ฉ ์ž…๋ ฅ ๊ธฐ์ค€ R^2=0.996 ๋กœ ์„œ๋กœ ์™„์ „ ๋ณต์› ๊ฐ€๋Šฅ โ€” ์ •๋ณด๋Š” ํ•˜๋‚˜๋„ ์•ˆ ์žƒ์—ˆ๋‹ค. ์ˆ˜๋ฆฌํ•˜๋ฉด held-out rank 61.5\to5.19, ์ตœ์•… ์ผ์น˜๋„ 0.779\to0.995.

๐Ÿ” Ping Review

๐Ÿ” Ping โ€” A light tap on the surface. Get the gist in seconds.

๋กœ๋ด‡์—๊ฒŒ โ€œํŒ”๊ฟˆ์น˜๋ฅผ 30๋„๋กœโ€๋ผ๊ณ  ๋งํ•˜๋Š” ๊ฒƒ๊ณผ โ€œํŒ”๊ฟˆ์น˜๋ฅผ ์ง€๊ธˆ๋ณด๋‹ค 5๋„ ๋”โ€๋ผ๊ณ  ๋งํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์€ ๊ฐ™์€ ๋™์ž‘์ด๋‹ค. ํ˜„์žฌ ๊ฐ๋„๊ฐ€ 25๋„๋ผ๋ฉด ๋‘˜์€ ์ •ํ™•ํžˆ ๊ฐ™์€ ๋ช…๋ น์ด๊ณ , ํ˜„์žฌ ์ƒํƒœ s_t ๋งŒ ์•Œ๋ฉด ์„œ๋กœ๋ฅผ ์™„๋ฒฝํ•˜๊ฒŒ ์˜ฎ๊ฒจ ์ ์„ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค.

a_{\mathrm{rel}} = a_{\mathrm{abs}} - s_t

์ด ๋…ผ๋ฌธ์˜ ์งˆ๋ฌธ์€ ๋‹จ์ˆœํ•˜๋‹ค. ํ•™์Šต๋œ world model์—๊ฒŒ ๊ฐ™์€ ๊ถค์ ์„ ๋‘ ํ‘œ๊ธฐ๋กœ ๊ฐ๊ฐ ๊ฑด๋„ค๋ฉด, ๊ฐ™์€ ๋ฏธ๋ž˜๋ฅผ ์˜ˆ์ธกํ•˜๋Š”๊ฐ€? ๋‹ต์€ โ€œ์ „ํ˜€ ์•„๋‹ˆ๋‹คโ€์ด๋‹ค.


๊ฐ™์€ ๊ถค์ , ๋‹ค๋ฅธ ํ‘œ๊ธฐ(Fig. 1) โ€” ๊ฐ ํ–‰์ด ํ…Œ์ŠคํŠธ ํ•œ ๊ฑด. ์™ผ์ชฝ๋ถ€ํ„ฐ ์‹œ์  t ์˜ ๊ด€์ธก, ์‹ค์ œ ๋ฏธ๋ž˜ t+\Delta, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๋™์ผํ•œ ์•ก์…˜ ์œˆ๋„์šฐ๋ฅผ ์ ˆ๋Œ€/์ƒ๋Œ€ ํ‘œ๊ธฐ๋กœ ๊ฐ๊ฐ ๋„ฃ์—ˆ์„ ๋•Œ ๊ฒ€์ƒ‰๋œ ํ”„๋ ˆ์ž„. ์ดˆ๋ก=์ •๋‹ต, ์ฃผํ™ฉ=์˜ค๋‹ต. ์ ˆ๋Œ€ ํ‘œ๊ธฐ๋กœ๋Š” ๋งžํžˆ๊ณ  ์ƒ๋Œ€ ํ‘œ๊ธฐ๋กœ๋Š” ์™„์ „ํžˆ ๋‹ค๋ฅธ ์žฅ๋ฉด์„ ๊ฐ€์ ธ์˜จ๋‹ค. ๋…ผ๋ฌธ์€ 384๊ฑด ์ค‘ 125๊ฑด์ด โ€œ์ ˆ๋Œ€ ์ •๋‹ตยท์ƒ๋Œ€ ์˜ค๋‹ตโ€์ด๊ณ  ๊ทธ์ค‘ 95๊ฑด์ด ๋‹ค๋ฅธ ์—ํ”ผ์†Œ๋“œ์—์„œ ์˜จ ์˜ค๋‹ต์ด๋ผ๊ณ  ๋ฐํžŒ๋‹ค.

ํ•ต์‹ฌ ๋ฐฉ๋ฒ•๋ก . ๋…ผ๋ฌธ์€ ์„ธ ๋‹จ๊ณ„๋กœ ๊ฐ„๋‹ค.

(1) ์™œ ์ด๋Ÿฐ ์ผ์ด ์ผ์–ด๋‚˜๋Š”๊ฐ€ (ยง2). ํ•™์Šต ๋ชฉ์ ํ•จ์ˆ˜๋Š” โ€œํ‘œ๊ธฐ(notation)โ€์™€ โ€œ์‚ฌ์‹ค(fact)โ€์„ ๊ตฌ๋ณ„ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค. ๋‘ ํ‘œ๊ธฐ๊ฐ€ ๊ณต์œ ํ•˜๋Š” ๋ถ€๋ถ„์„ Z, ๋‘˜์„ ๊ตฌ๋ณ„ํ•˜๋Š” ์ขŒํ‘œ๋ฅผ G ๋ผ ๋‘๊ณ , ์˜ˆ์ธก๊ธฐ ํด๋ž˜์Šค \mathcal{F} ๊ฐ€ G ๋ฅผ ๋ชป ๋ณด๊ฒŒ ์ œํ•œ๋์„ ๋•Œ ํฌ๊ธฐํ•˜๋Š” ์ƒ˜ํ”Œ๋‹น ๋ถ€ํ˜ธ ๊ธธ์ด๋ฅผ I^{\mathcal{F}}_{\hat P}(Y;G\mid Z) ๋ผ ํ•˜๋ฉด, 2-part MDL์—์„œ

\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)

์ด๋‹ค. ์ฆ‰ ๊ตฌ์กฐ์  ์ ˆ์•ฝ์ด ์ƒ˜ํ”Œ๋‹น ํ•ญ์„ ๋ชป ๋ฎ์œผ๋ฉด ์ตœ์ ํ™”๊ธฐ๋Š” ํ‘œ๊ธฐ๋ฅผ ์จ๋จน๋Š” ์ชฝ์„ ๊ณ ๋ฅธ๋‹ค.

(2) ์ด๊ฒŒ ์žฌํ‘œ๊ธฐ์ธ๊ฐ€, ๋‹ค๋ฅธ ์ž…๋ ฅ์ธ๊ฐ€ (ยง3). ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ์„ ๊ฐ•์ œํ•˜๋Š” ๊ฒŒ ์‚ฌ์˜(projection) ์ธ์ง€ ๋ญ‰๊ฐœ๊ธฐ(blurring) ์ธ์ง€๋Š” ์ˆซ์ž๋งŒ ๋ด์„  ๊ตฌ๋ณ„์ด ์•ˆ ๋œ๋‹ค. Theorem 2๊ฐ€ ๊ฐ€๊ฒฉํ‘œ๋ฅผ ๋ถ™์ธ๋‹ค. orbit-constant ์˜ˆ์ธก๊ธฐ์˜ ์ตœ์  log loss R_{\mathrm{inv}} ์— ๋Œ€ํ•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€ ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ์„ ๊ฐ•์ œํ•  ๋•Œ ์žƒ๋Š” ๊ฒƒ์˜ ํ•˜ํ•œ์ด๋‹ค. ์ด ํ…Œ์ŠคํŠธ๋กœ ์ €์ž๋“ค์ด ์ œ์•ˆํ–ˆ๋˜ ๋„ค ์ถ• ์ค‘ ์„ธ ๊ฐœ๊ฐ€ ๊ธฐ๊ฐ๋๋‹ค(photometric jitter, ์นด๋ฉ”๋ผ ์„ ํƒ, action-window ์š”์•ฝ). ํ†ต๊ณผํ•œ ์ถ•์ด ์ ˆ๋Œ€/์ƒ๋Œ€ ์•ก์…˜ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์ธ๋ฐ, ์ค‘์š”ํ•œ ๊ฑด ๊ฒฐํ•ฉ ์ž…๋ ฅ์œผ๋กœ ํ‰๊ฐ€ํ•ด์•ผ ํ•œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ โ€” ์•ก์…˜ ์ฑ„๋„๋งŒ ๋ณด๋ฉด R^2=0.757 ๋กœ โ€œ๋ถ€์ ๊ฒฉโ€ ์˜คํŒ์ด ๋‚˜์˜ค๊ณ , ์ƒํƒœ์™€ ํ•จ๊ป˜ ๋ณด๋ฉด R^2=0.996 ์ด๋‹ค.

(3) ์ˆ˜๋ฆฌ (ยง4). ์ธ์ฆ๋œ ์ถ•์— ๋Œ€ํ•ด ๋‹จ์ผ ์˜ˆ์ธก๊ธฐ g_\theta ๋ฅผ ๋ชจ๋“  ํ‘œ๊ธฐ์—์„œ ๋งžํžˆ๋„๋ก, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ํ‘œ๊ธฐ๋ผ๋ฆฌ ์Šค์Šค๋กœ ์ผ์น˜ํ•˜๋„๋ก ํ•™์Šต์‹œํ‚จ๋‹ค.

\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 ์œ„์— ๋†“์—ฌ ์žˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒŒ ์š”์ ์ด๋‹ค. ์ถœ๋ ฅ ์œ„์— ํ‰๊ท ์„ ๋†“๋Š” ์ž์—ฐ์Šค๋Ÿฌ์šด ๋Œ€์•ˆ์€ ํ™•๋ฅ  ์˜ˆ์ธก์—์„œ๋Š” Jensen ๋ถ€๋“ฑ์‹์œผ๋กœ ๋ณด์žฅ๋˜์ง€๋งŒ, ์ด ๋…ผ๋ฌธ์˜ ์˜ˆ์ธก์€ ๋‹จ์œ„ ๋ฒกํ„ฐ(๋ฐฉํ–ฅ) ๋ผ ๋ณด์žฅ์ด ์‚ฌ๋ผ์ง„๋‹ค(Proposition 3).

์ฃผ์š” ๊ฒฐ๊ณผ.

Table 1 โ€” ์•ก์…˜ ์ธ์ฝ”๋”ฉ ์ถ•์—์„œ์˜ orbit dispersion (\Delta=4s, 3 seeds, ์—ํ”ผ์†Œ๋“œ ๋ถ„๋ฆฌ, pool 384)
Dataset ๋ชจํด๋กœ์ง€ Canon. rank Held-out rank Collapse cos mean cos worst
aloha_mobile_cabinet 14-D ์–‘ํŒ”, 50 fps 6.19 61.5 9.9ร— 0.370 โˆ’0.178
aloha_static_coffee 14-D ์–‘ํŒ”, ์‹ ๊ทœ ํƒœ์Šคํฌ 3.97 53.3 13.4ร— 0.371 โˆ’0.096
pusht 2-D ํ‰๋ฉด pusher, 10 fps 66.2 169.8 2.6ร— 0.067 โˆ’0.377
  • ์ œ์–ด ์‹คํŒจ: ๋ชฉํ‘œ ์กฐ๊ฑด ์•ก์…˜ ์„ ํƒ(32๊ฐœ ํ›„๋ณด top-1, chance 0.031)์ด ์ž๊ธฐ ํ‘œ๊ธฐ์—์„œ 53.1%, ๋™๋“ฑํ•œ ๋‹ค๋ฅธ ํ‘œ๊ธฐ์—์„œ 15.4%.
  • ์ˆ˜๋ฆฌ ํšจ๊ณผ: ๋‘ ํ‘œ๊ธฐ pooled ํ•™์Šต(\lambda=0)๋งŒ์œผ๋กœ held-out rank 61.5\to5.98, ์•ก์…˜ ์„ ํƒ 15.4\%\to40.1\%. ํ•˜์ง€๋งŒ ์ตœ์•… ์ผ์น˜๋„๋Š” 0.779์— ๋จธ๋ฌธ๋‹ค. ๋ถˆ์ผ์น˜ ํŽ˜๋„ํ‹ฐ(\lambda=16)๊ฐ€ ์ด๊ฑธ 0.995๋กœ ๋Œ์–ด์˜ฌ๋ฆฐ๋‹ค โ€” ๋Œ€์‹  canonical ์•ก์…˜ ์„ ํƒ์€ 44.3\%\to41.1\% ๋กœ ์•ฝ 3์  ์†ํ•ด.
  • ๋กค์•„์›ƒ: 4์ดˆ hop์„ ๋ฐ˜๋ณตํ•˜๋ฉด ํ‰๊ท  ์ผ์น˜๋„๋Š” ํ‰ํ‰ํ•˜์ง€๋งŒ ์ตœ์•…์€ ๋‹ค๋ฅด๋‹ค. teacher๋Š” ์นจ์‹๋˜๊ณ (0.242@hop3, cabinet), \lambda=0 ์€ ๋Šฆ์ถœ ๋ฟ์ด๋ฉฐ, \lambda=16 ๋งŒ ๋ฒ„ํ‹ด๋‹ค(0.997). PushT์—์„œ๋Š” \lambda=0 ์ด ์ถ•์„ ์•„์˜ˆ ๋ชป ๊ณ ์นœ๋‹ค โ€” hop2์—์„œ ์ตœ์•…์ด ์Œ์ˆ˜(-0.348).

๊ฒฐ๋ก . โ€œorbit ์œ„์—์„œ ํ‰๊ท ๋‚ด๋ผโ€๋Š” ์ˆ˜๋ฆฌ ์ž์ฒด๋Š” ํ•œ ์ค„์ด๋‹ค. ์–ด๋ ค์šด ๊ฑด ์–ด๋А orbit์ธ์ง€, ๊ทธ๊ฒŒ ์• ์ดˆ์— ๋Œ€์นญ์ด๊ธด ํ•œ์ง€, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์˜ˆ์ธก์ด ๋ฐฉํ–ฅ๊ฐ’์ผ ๋•Œ ํ‰๊ท ์„ ์–ด๋””์— ๋†“์•„์•ผ ํ•˜๋Š”์ง€์ด๋ฉฐ, ๊ทธ๊ฒŒ ์ด ๋…ผ๋ฌธ์˜ ๋‚ด์šฉ์ด๋ผ๊ณ  ์ €์ž๋“ค์ด ์ง์ ‘ ๋ชป ๋ฐ•๋Š”๋‹ค.


๐Ÿ”” Ring Review

๐Ÿ”” Ring โ€” Strike it and listen. Let the paper resonate.

ํ•œ ์ค„๋กœ ์‹œ์ž‘ํ•˜์ž: ์ด ๋…ผ๋ฌธ์€ โ€œ๋กœ๋ด‡ world model์ด ๋ฐฐ์šฐ๋Š” ๊ฒƒ ์ค‘ ์ผ๋ถ€๋Š” ์„ธ๊ณ„๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ ์šฐ๋ฆฌ๊ฐ€ ๋ช…๋ น์„ ์ ๋Š” ๋ฐฉ์‹โ€์ด๋ผ๋Š” ๊ฒƒ์„ ์ธก์ •ํ•˜๊ณ , ๊ทธ๊ฒƒ์ด ์ธก์ •ํ•  ๊ฐ€์น˜๊ฐ€ ์žˆ๋Š” ์ข…๋ฅ˜์˜ ๊ฒฐํ•จ์ž„์„ ๋จผ์ € ์ฆ๋ช…ํ•œ ๋‹ค์Œ, ๊ณ ์นœ๋‹ค.

๋ฐฐ๊ฒฝ โ€” ์ฒ˜์Œ ๋ณด๋Š” ์‚ฌ๋žŒ์„ ์œ„ํ•œ ์šฉ์–ด ์ •๋ฆฌ

์ด ๋…ผ๋ฌธ์€ ๊ฐœ๋… ๋ฐ€๋„๊ฐ€ ๋†’๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ์„œ๋Š” ๋…ผ๋ฌธ์— ์‹ค์ œ๋กœ ๋‚˜์˜ค๋Š” ๊ฐœ๋…๋งŒ ๊ณจ๋ผ ์ •์˜๋ถ€ํ„ฐ ์„ธ์šด๋‹ค.

world model, ๊ทธ์ค‘์—์„œ๋„ latent dynamics model

World model์€ โ€œ์ง€๊ธˆ ์ƒํƒœ์—์„œ ์ด ํ–‰๋™์„ ํ•˜๋ฉด ๋‹ค์Œ์— ๋ฌด์—‡์ด ๋ฒŒ์–ด์งˆ๊นŒโ€๋ฅผ ์˜ˆ์ธกํ•˜๋Š” ํ•™์Šต๋œ ๋ชจ๋ธ์ด๋‹ค. ๋กœ๋ด‡์—๊ฒŒ๋Š” ์‹ค์ œ๋กœ ์›€์ง์—ฌ๋ณด์ง€ ์•Š๊ณ  ๋จธ๋ฆฟ์†์œผ๋กœ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์‹œ๋ฎฌ๋ ˆ์ด์…˜ํ•˜๋Š” ๋Šฅ๋ ฅ์— ํ•ด๋‹นํ•œ๋‹ค.

์ด ์˜ˆ์ธก์„ ํ”ฝ์…€ ๊ณต๊ฐ„์—์„œ ํ•  ์ˆ˜๋„ ์žˆ๋‹ค(๋‹ค์Œ ํ”„๋ ˆ์ž„ ์ด๋ฏธ์ง€๋ฅผ ๊ทธ๋ ค๋‚ธ๋‹ค โ€” Dreamer ๊ณ„์—ด, ๋…ผ๋ฌธ์€ Hafner et al. 2023์„ ์ธ์šฉ). ํ•˜์ง€๋งŒ ์ด ๋…ผ๋ฌธ์€ latent ๊ณต๊ฐ„์—์„œ ํ•œ๋‹ค. ์ด๋ฏธ์ง€๋ฅผ ์ธ์ฝ”๋”์— ๋„ฃ์–ด ๋‚˜์˜จ ๋ฒกํ„ฐ z_t(latent, ์ž ์žฌ ํ‘œํ˜„)๋งŒ ๋‹ค๋ฃจ๊ณ , ๋‹ค์Œ ์‹œ์ ์˜ ์ด๋ฏธ์ง€๋ฅผ ๋ณต์›ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค. ์ด๋Ÿฐ ๊ณ„์—ด์„ ๋…ผ๋ฌธ์€ decoder-free / joint-embedding ๋ชจ๋ธ์ด๋ผ ๋ถ€๋ฅด๊ณ  LeCun(2022)ยทI-JEPA(Assran et al. 2023)ยทV-JEPA 2(2025)ยทTD-MPC2(Hansen et al. 2024)๋ฅผ ๋“ ๋‹ค.

์™œ ์ด ์„ ํƒ์ด ์ค‘์š”ํ•œ๊ฐ€? ์ €์ž๋“ค์˜ ๋…ผ๋ฆฌ๊ฐ€ ์—ฌ๊ธฐ์„œ ์ •๊ตํ•˜๋‹ค. ํ”ฝ์…€ ๋ณต์› ํ•ญ์ด ์žˆ์œผ๋ฉด ์ด๋ฏธ์ง€ ์‹ ํ˜ธ๊ฐ€ latent๋ฅผ ์ง์ ‘ ๋ถ™์žก์•„ ์ค€๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฌ๋ฉด ์•ก์…˜ ์ฑ„๋„์ด ์กฐ๊ฑด๋ถ€์—ฌ๋ฅผ ํ˜ผ์ž ์งŠ์–ด์ง€์ง€ ์•Š์œผ๋ฏ€๋กœ, ์•ก์…˜ ์ชฝ ๊ฒฐํ•จ์ด ๋‹ค๋ฅธ ๋ฐ์„œ ์˜ค๋Š” ๊ฐ๋… ์‹ ํ˜ธ์— ๋ถ€๋ถ„์ ์œผ๋กœ ๊ฐ€๋ ค์ง„๋‹ค. ๋ฐ˜๋Œ€๋กœ ์—ฌ๊ธฐ์„œ๋Š” ์ธ์ฝ”๋”๊ฐ€ ๋™๊ฒฐ(frozen) ๋˜์–ด ์žˆ๊ณ  ์—ญ๋ณ€ํ™˜๋˜์ง€๋„, ๊ฐฑ์‹ ๋˜์ง€๋„ ์•Š๋Š”๋‹ค โ†’ โ€œ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๊ฐ€ ๋ฐฐ์šฐ๋Š” ์œ ์ผํ•œ ๊ฒƒ์€ ์•ก์…˜์ด latent๋ฅผ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ์›€์ง์ด๋Š”๊ฐ€โ€ ๋‹ค. ๊ทธ๋ž˜์„œ ์ธก์ •๋œ ๊ฒƒ์€ ๋ Œ๋”๋ง์ด๋‚˜ augmentation ์ •์ฑ…์˜ ์„ฑ์งˆ์ด ์•„๋‹ˆ๋ผ ์ „์ด ๋ฐ์ดํ„ฐ ์ž์ฒด์˜ ์„ฑ์งˆ์ด๋ผ๋Š” ์ฃผ์žฅ์ด ์„ฑ๋ฆฝํ•œ๋‹ค. ์ด๊ฒƒ์ด ๋…ผ๋ฌธ์ด ๋งํ•˜๋Š” โ€œdiagnosticโ€ ๊ฐ€์น˜๋‹ค.

๊ด€๋ จํ•ด์„œ latent world model ๊ณ„์—ด์€ ์ด ๋ธ”๋กœ๊ทธ์˜ NewtWM ๋ฆฌ๋ทฐ(๋ฉ€ํ‹ฐํƒœ์Šคํฌ ์—ฐ์†์ œ์–ด world model), SWM ๋ฆฌ๋ทฐ(์˜๋ฏธ ๊ณต๊ฐ„ world model), VTWM ๋ฆฌ๋ทฐ(์‹œ๊ฐ-์ด‰๊ฐ world model)์—์„œ ๋‹ค๋ฃฌ ์ ์ด ์žˆ๋‹ค. ์ด ๋…ผ๋ฌธ์€ ๊ทธ ๊ณ„์—ด ์ „์ฒด์— ๋Œ€ํ•œ ๊ฐ์‚ฌ(audit) ๋„๊ตฌ์— ๊ฐ€๊น๋‹ค.

action representation: absolute vs relative(delta)

๋กœ๋ด‡ ์ •์ฑ…์€ ๋งค ์Šคํ… ์•ก์…˜์„ ์ถœ๋ ฅํ•˜๋Š”๋ฐ, ๊ทธ ์ˆซ์ž๊ฐ€ ๋ฌด์—‡์„ ๋œปํ•˜๋Š”์ง€๋Š” ์ปจํŠธ๋กค๋Ÿฌ ์ธํ„ฐํŽ˜์ด์Šค๊ฐ€ ์ •ํ•œ๋‹ค.

  • Absolute(position control): โ€œ๊ด€์ ˆ 1์„ 0.30 rad ๋กœ ๊ฐ€๋ผ.โ€ ์ˆซ์ž ์ž์ฒด๊ฐ€ ๋ชฉํ‘œ ์ž์„ธ๋‹ค.
  • Relative / delta(delta control): โ€œ๊ด€์ ˆ 1์„ 0.05 rad ๋งŒํผ ๋” ๊ฐ€๋ผ.โ€ ์ˆซ์ž๋Š” ํ˜„์žฌ ์ƒํƒœ ๋Œ€๋น„ ๋ณ€ํ™”๋Ÿ‰์ด๋‹ค.

๋…ผ๋ฌธ์˜ ํ•ต์‹ฌ ๊ด€์ฐฐ์€ ๋‘˜์ด ๊ฐ™์€ ๊ถค์ ์„ ์„œ์ˆ ํ•œ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ํ˜„์žฌ ์ƒํƒœ s_t ๋งŒ ์ฃผ์–ด์ง€๋ฉด

a_{\mathrm{rel}} = a_{\mathrm{abs}} - s_t

๋กœ ์ •ํ™•ํžˆ ์„œ๋กœ๋ฅผ ๊ฒฐ์ •ํ•œ๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์–ด๋А ์ชฝ์„ ์“ธ์ง€๋Š” ํ•™์Šต๊ณผ ๋ฌด๊ด€ํ•œ ์ด์œ ๋กœ ์ •ํ•ด์ง„๋‹ค โ€” ์ปจํŠธ๋กค๋Ÿฌ ์ธํ„ฐํŽ˜์ด์Šค, ํ…”๋ ˆ์˜คํผ๋ ˆ์ด์…˜ ์žฅ๋น„, ์ด์ „ ํ”„๋กœ์ ํŠธ๊ฐ€ ๋ญ˜ ์ผ๋Š”์ง€. ๋…ผ๋ฌธ์ด ์ง์ ‘ ์“ด ํ‘œํ˜„์ด๋‹ค.

โš ๏ธ ์ปจํŠธ๋กค๋Ÿฌ๊ฐ€ ๋‚˜์—๊ฒŒ ์ค€ ์‚ฌ์ „ ์ •๋ณด์—๋Š” โ€œjoint/EE spaceโ€, โ€œtokenizationโ€์ด ๊ฐœ๋… ํ›„๋ณด๋กœ ๋“ค์–ด ์žˆ์—ˆ๋‹ค. ์›๋ฌธ์—๋Š” EE(end-effector) ๊ณต๊ฐ„ ์ถ•๋„, ์•ก์…˜ ํ† ํฌ๋‚˜์ด์ œ์ด์…˜๋„ ๋‚˜์˜ค์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค. ์ด ๋…ผ๋ฌธ์ด ๋‹ค๋ฃจ๋Š” ์•ก์…˜ ์ถ•์€ ์˜ค์ง absolute joint targets vs state-relative deltas ํ•˜๋‚˜์ด๋ฉฐ, ๊ธฐ๊ฐ๋œ ์„ธ ์ถ•์€ photometric jitter / ์นด๋ฉ”๋ผ ์„ ํƒ / action-window ์š”์•ฝ์ด๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ์„œ๋Š” ์›๋ฌธ์„ ๋”ฐ๋ฅธ๋‹ค.

orbit, orbit-constancy, dispersion

์ด ๋…ผ๋ฌธ์˜ ๋ผˆ๋Œ€ ์šฉ์–ด๋‹ค. ์ฐจ๊ทผ์ฐจ๊ทผ.

  • ์–ด๋–ค ์ƒํ™ฉ X(์—ฌ๊ธฐ์„œ๋Š” โ€œ์ง€๊ธˆ latent + ์•ž์œผ๋กœ ๋‚ด๋ฆด ๋ช…๋ น ๊ถค์ โ€)๋ฅผ ๋ชจ๋ธ์—๊ฒŒ ๋ณด์—ฌ์ฃผ๋Š” ๋ฐฉ๋ฒ•์ด ์—ฌ๋Ÿฌ ๊ฐ€์ง€ ์žˆ๋‹ค. ์ด ๋ฐฉ๋ฒ• ๊ฐ๊ฐ์„ view \varphi_v ๋ผ ํ•œ๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ์„œ๋Š” K=2: ์ ˆ๋Œ€ ํ‘œ๊ธฐ์™€ ์ƒ๋Œ€ ํ‘œ๊ธฐ.
  • ํ•˜๋‚˜์˜ x ๋ฅผ ๋ชจ๋“  view๋กœ ์ ์–ด๋†“์€ ์ง‘ํ•ฉ \{\varphi_1(x),\dots,\varphi_K(x)\} ์ด orbit(๊ถค๋„)์ด๋‹ค. โ€œ๊ฐ™์€ ๊ฒƒ์„ ์ ๋Š” ๋ชจ๋“  ๋ฐฉ์‹๋“ค์˜ ๋ชจ์ž„โ€์ด๋ผ๊ณ  ์ฝ์œผ๋ฉด ๋œ๋‹ค.
  • ์˜ˆ์ธก๊ธฐ f ๊ฐ€ orbit-constant๋ผ๋Š” ๊ฒƒ์€ f(\varphi_v(x))=f(\varphi_w(x)) ๊ฐ€ ๋ชจ๋“  x,v,w ์—์„œ ์„ฑ๋ฆฝํ•œ๋‹ค๋Š” ๋œป โ€” ํ‘œ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ”๊ฟ”๋„ ๋‹ต์ด ์•ˆ ๋ฐ”๋€๋‹ค. ์ด๊ฒŒ ์ด ๋…ผ๋ฌธ์ด ๋งํ•˜๋Š” โ€œ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ(invariance)โ€์ด๋‹ค.
  • dispersion(๋ถ„์‚ฐ๋„)์€ ๊ทธ ๋ฐ˜๋Œ€์˜ ์ •๋„, ์ฆ‰ ํ•œ orbit ์•ˆ์—์„œ ์˜ˆ์ธก๋“ค์ด ์–ผ๋งˆ๋‚˜ ์„œ๋กœ ํฉ์–ด์ง€๋Š”๊ฐ€๋‹ค. ์ด ๋…ผ๋ฌธ์—์„œ๋Š” ๋‘ ํ‘œ๊ธฐ์˜ ์˜ˆ์ธก ๋ฒกํ„ฐ ์‚ฌ์ด ์ฝ”์‚ฌ์ธ ์œ ์‚ฌ๋„๋กœ ์žฐ๋‹ค(ํ‰๊ท ๊ณผ ์ตœ์•…๊ฐ’ ๋‘˜ ๋‹ค).

๋น„์œ ๋กœ ์ •๋ฆฌํ•˜๋ฉด: ๊ฐ™์€ ์ฃผ์†Œ๋ฅผ โ€œ์„œ์šธ์‹œ ์ข…๋กœ๊ตฌ โ€ฆโ€๋กœ ์ ๋А๋ƒ โ€œJongno-gu, Seoul, โ€ฆโ€๋กœ ์ ๋А๋ƒ๋‹ค. ๋ฐฐ๋‹ฌ์›์ด ๋‘˜ ๋‹ค ๊ฐ™์€ ์ง‘์— ๊ฐ€์•ผ ์ •์ƒ์ด๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์ด ๋…ผ๋ฌธ์ด ์žก์•„๋‚ธ ๋ฐฐ๋‹ฌ์›์€ ํ‘œ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ”๊พธ๋ฉด ๋‹ค๋ฅธ ๋™๋„ค๋กœ ๊ฐ„๋‹ค.

๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์™œ โ€œ๊ทธ๋ƒฅ distribution shift ์•„๋‹ˆ๋ƒโ€๊ฐ€ ์•„๋‹Œ๊ฐ€

์—ฌ๊ธฐ๊ฐ€ ๋…ผ๋ฌธ์˜ ๋…ผ์ฆ์—์„œ ์ œ์ผ ์ค‘์š”ํ•œ ๋งค๋“ญ์ด๋‹ค. ํ”„๋กœํ† ์ฝœ๋งŒ ๋ณด๋ฉด ํ•œ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์œผ๋กœ ํ•™์Šตํ•˜๊ณ  ๋‹ค๋ฅธ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์œผ๋กœ ํ…Œ์ŠคํŠธํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์ด๋ฏ€๋กœ ๋ถ„ํฌ ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ๋งž๊ณ , ๋…ผ๋ฌธ๋„ ์ƒˆ๋กœ์šด ํ˜„์ƒ์ด๋ผ ์ฃผ์žฅํ•˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค(โ€œA certified special case of covariate shiftโ€๋ผ๊ณ  ์ ˆ ์ œ๋ชฉ์„ ๋ถ™์˜€๋‹ค).

๋ฌธ์ œ๋Š” ๋ณดํ†ต์˜ covariate shift ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ€ โ€œ๋‹ค๋ฅธ ๋ถ„ํฌโ€์™€ โ€œ์ •๋ณด๊ฐ€ ์ ์Œโ€์„ ๋’ค์„ž๋Š”๋‹ค๋Š” ์ ์ด๋‹ค. ์ด ๋‘˜์€ ํ•จ์˜๊ฐ€ ์ •๋ฐ˜๋Œ€๋‹ค.

  • ๋ฐ”๋€ ์ž…๋ ฅ์ด ๋ชฉํ‘œ์— ๋Œ€ํ•ด ์ •๋ณด๋ฅผ ๋œ ๋‹ด๊ณ  ์žˆ๋‹ค๋ฉด โ†’ ์„ฑ๋Šฅ ์ €ํ•˜๋Š” ์˜ฌ๋ฐ”๋ฅธ ํ–‰๋™์ด๊ณ  ๊ณ ์น  ๊ฒŒ ์—†๋‹ค.
  • ์ •๋ณด๊ฐ€ ๋˜‘๊ฐ™์ด ๋“ค์–ด ์žˆ๋‹ค๋ฉด โ†’ ์ €ํ•˜๋Š” ๋ชจ๋ธ์˜ ๊ฒฐํ•จ์ด๊ณ  ๊ณ ์ณ์•ผ ํ•œ๋‹ค.

๋…ผ๋ฌธ์€ ๋‘ ๋ฒˆ์งธ์ž„์„ ์ฆ๋ช…ํ•œ๋‹ค: ๊ฒฐํ•ฉ ์ž…๋ ฅ ๊ธฐ์ค€ ๋‘ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์€ R^2=0.996 ์œผ๋กœ ์ƒํ˜ธ ๋ณต์› ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๊ณ  task-R^2 ์ฐจ์ด๋Š” 0.003์ด๋‹ค. ๊ทธ๋ž˜์„œ ์ฃผ์žฅ์ด โ€œbrittlenessโ€์—์„œ โ€œ๋ชฉํ‘œ์— ๋Œ€ํ•ด ์•„๋ฌด ์ •๋ณด๋„ ๋‚˜๋ฅด์ง€ ์•Š๋Š” ๋ณ€ํ™”์— ๋Œ€ํ•œ brittlenessโ€ ๋กœ ๊ฒฉ์ƒ๋œ๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ์— ๋”ํ•ด ์ €ํ•˜๊ฐ€ ์šฐ์•„ํ•˜์ง€ ์•Š๋‹ค โ€” ๋ณดํ†ต ๋ถ„ํฌ ๋ฐ–์œผ๋กœ ๋ฐ€๋ฆฐ ๋ชจ๋ธ์€ ๋…ธ์ด์ฆˆ๊ฐ€ ์ปค์งˆ ๋ฟ์ธ๋ฐ, ์ด ๋ชจ๋ธ์€ ๋‹ค๋ฅธ ์งˆ๋ฌธ์— ๋‹ตํ•œ๋‹ค(PushT์—์„œ \cos=0.067, ์ตœ์•… -0.377, ์ฆ‰ ๋ฐ˜๋Œ€ ๋ฐฉํ–ฅ).

๋ฐฉ๋ฒ• ์ƒ์„ธ

ยง2 โ€” ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๊ฐ€ ํ‘œ๊ธฐ๋ฅผ ์กด์ค‘ํ•  ์ด์œ ๊ฐ€ ์—†๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์˜ ์ •ํ™•ํ•œ ๊ฐ€๊ฒฉ

์ง๊ด€์€ ์ด๋ ‡๋‹ค. log loss๋กœ (z_t,a_{\mathrm{abs}}) ์Œ์— ์ ํ•ฉ์‹œํ‚จ ๋ชจ๋ธ์€ a_{\mathrm{abs}} ์•ˆ์—์„œ ๋ฏธ๋ž˜๋ฅผ ์˜ˆ์ธกํ•˜๋Š” ๋ฐ ์“ธ ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๊ฑด ๋ญ๋“  ์“ด๋‹ค. ๊ฑฐ๊ธฐ์—” โ€œ๋ช…๋ น์„ ๋ธํƒ€๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ ์ ˆ๋Œ€ ๋ชฉํ‘œ๋กœ ์ ์—ˆ๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ์ƒ๊ธด ๋ถ€์‚ฐ๋ฌผโ€๋„ ํฌํ•จ๋œ๋‹ค. ๊ทธ ๋ถ€์‚ฐ๋ฌผ์ด ํ•™์Šต ๋ถ„ํฌ์—์„œ ๋‹ต๊ณผ ์ƒ๊ด€๋˜๋ฉด ๊ทธ๊ฑธ ์“ฐ๋Š” ์ชฝ์ด ์„ค๋ช… ๊ธธ์ด๊ฐ€ ์งง์•„์ง€๊ณ , ์ตœ์ ํ™”๊ธฐ๋Š” ์‹œํ‚จ ๋Œ€๋กœ ํ•  ๋ฟ์ด๋‹ค.

์ด ์ง๊ด€์— ์ •ํ™•ํ•œ ๊ฐ€๊ฒฉ์ด ๋ถ™๋Š” ๊ณณ์ด ์‹ (1)์˜ MDL ๋ถ„ํ•ด๋‹ค. ์•ž์˜ Ping์— ์ ์€ ์‹์ด ๊ทธ๊ฒƒ์ด๊ณ , ์ฝ๋Š” ๋ฒ•์€:

  • ์™ผ์ชฝ(architectural) ํ•ญ: ๋ถˆ๋ณ€ ํด๋ž˜์Šค๋ฅผ ๊ธฐ์ˆ ํ•˜๋Š” ๋น„์šฉ ์ฐจ์ด. ํ‘œํ˜„์ด ์• ์ดˆ์— ๊ทธ ๊ตฌ๋ณ„์„ ์ง€์›Œ๋ฒ„๋ ธ๋‹ค๋ฉด ๊ณต์งœ๋‹ค. ๋…ผ๋ฌธ์˜ ํ‘œํ˜„์œผ๋กœ โ€œ์ ˆ๋Œ€ ๊ด€์ ˆ ๋ชฉํ‘œ๋ฅผ ๋ณธ ์  ์—†๋Š” ์ธ์ฝ”๋”๋Š” ๊ทธ๊ฒƒ์„ ์„ ํ˜ธํ•  ์ˆ˜ ์—†๋‹ค.โ€
  • ์˜ค๋ฅธ์ชฝ(per-sample) ํ•ญ n\cdot I^{\mathcal{F}}_{\hat P}(Y;G\mid Z): ๋ฐ์ดํ„ฐ๊ฐ€ ๋งŽ์•„์งˆ์ˆ˜๋ก ์„ ํ˜•์œผ๋กœ ์ปค์ง„๋‹ค. ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ๋Š˜๋ฆฌ๋ฉด ๋‚˜์•„์ง€๋Š”์ง€๋ฅผ ๊ฒฐ์ •ํ•˜๋Š” ํ•ญ์ด๋‹ค.

๋ถ€๋ก E๋Š” ์ด ํ•ญ์ด ์–‘์ˆ˜๊ฐ€ ๋˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๋ฅผ ์„ธ ์ฒด์ œ๋กœ ๋‚˜๋ˆˆ๋‹ค. ์ด ๊ตฌ๋ถ„์ด ์‹คํ—˜ ํ•ด์„์˜ ์ „์ œ๊ฐ€ ๋˜๋ฏ€๋กœ ๊ทธ๋Œ€๋กœ ์˜ฎ๊ธด๋‹ค.

์ฒด์ œ ์ƒํ™ฉ I^{\mathcal{F}}(Y;G\mid Z) ํ•จ์˜
(i) ๊ทธ๋ฃน ์ขŒํ‘œ๊ฐ€ ๋ชฉํ‘œ์— ๋Œ€ํ•œ ์ •๋ณด๋ฅผ ์‹ค์ œ๋กœ ๋‹ด์Œ ์–‘์ˆ˜(๋ชจ์ง‘๋‹จ ํ•ญ) ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ ๊ฐ•์ œ ๋น„์šฉ์ด n ์— ์„ ํ˜• ์ฆ๊ฐ€. ๋Œ€์นญ์ด ์•„๋‹ˆ์—ˆ๋˜ ๊ฒฝ์šฐ โ€” ์ด ๋…ผ๋ฌธ์˜ ๋Œ€์ƒ์ด ์•„๋‹˜
(ii) ๋ชฉํ‘œ๊ฐ€ ์ •ํ™•ํžˆ ๋ถˆ๋ณ€์ด๊ณ  ๋‘ ํด๋ž˜์Šค๊ฐ€ ์ตœ์ ์„ ๋‹ฌ์„ฑ 0 + \Delta_{\mathrm{mis}} ์„ ํ˜• ์„ฑ์žฅ์€ ์‚ฌ๋ผ์ง€๊ณ  ์œ ํ•œํ‘œ๋ณธ ๋ถ€๋‹ด๋งŒ ๋‚จ์Œ(orbit ํฌ๊ธฐ์— ๋”ฐ๋ผ ์ปค์ง€๊ณ  n ์— ๋А๋ฆฌ๊ฒŒ ๊ฐ์†Œ)
(iii) ๋ผ๋ฒจ์ด ๊ทธ ์ขŒํ‘œ๋ฅผ ํ•œ ๋ฒˆ๋„ ํ–‰์‚ฌํ•˜์ง€ ์•Š์Œ ๋ชฉ์ ํ•จ์ˆ˜๊ฐ€ ์–ด๋А ๋ฐฉํ–ฅ์œผ๋กœ๋„ ๊ฐ€๊ฒฉ์„ ์•ˆ ๋งค๊น€ n ์— ๋Œ€ํ•œ ์–ด๋–ค ์ฝ๊ธฐ๋„ ์ ์šฉ ์•ˆ ๋จ. ยง5๊ฐ€ ๋‹ค๋ฃจ๋Š” ๊ฒฝ์šฐ

๋…ผ๋ฌธ์ด ๋‹ค๋ฃจ๋Š” ์•ก์…˜ ์ธ์ฝ”๋”ฉ ์ถ•์ด (iii)์ธ ์ด์œ ๋Š” ๋ช…ํ™•ํ•˜๋‹ค: teacher๋Š” canonical ์ธ์ฝ”๋”ฉ๋งŒ์œผ๋กœ ํ•™์Šต๋˜๋ฏ€๋กœ, ๋‘ ํ‘œ๊ธฐ๋ฅผ ๊ตฌ๋ณ„ํ•˜๋Š” ์ขŒํ‘œ๊ฐ€ ๋ผ๋ฒจ์— ์˜ํ•ด ๋‹จ ํ•œ ๋ฒˆ๋„ ํ–‰์‚ฌ๋˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค.

์—ฌ๊ธฐ์„œ ์ €์ž๋“ค์€ Definition 1(make/break ๊ธฐ์ค€) ๋„ ์„ธ์šด๋‹ค. ํƒœ์Šคํฌ ์ง€ํ‘œ M ๊ณผ dispersion ์ง€ํ‘œ A ์— ๋Œ€ํ•ด held-out์—์„œ \Delta M,\Delta A ์˜ ๋ถ€ํŠธ์ŠคํŠธ๋žฉ ์‹ ๋ขฐ๊ตฌ๊ฐ„์„ ๊ตฌํ•ด, \Delta A ์˜ ๊ตฌ๊ฐ„์ด ์—„๊ฒฉํžˆ ์Œ์ˆ˜์ด๊ณ  \Delta M ์˜ ๊ตฌ๊ฐ„์ด -\varepsilon ์ด์ƒ์œผ๋กœ ํ•˜ํ•œ๋˜๋ฉด make, ์•„๋‹ˆ๋ฉด break. ์š”์ ์€ โ€œorbit-constancy๋Š” dispersion์„ ํ•ญ์ƒ ์ค„์ด์ง€๋งŒ ์ •ํ™•๋„๋ฅผ ๋ณด์กดํ•œ๋‹ค๋Š” ๋ณด์žฅ์€ ์—†๊ณ , ์ •ํ™•๋„ ํ•˜๋ฝ์ด ๊ทธ ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ์„ ๊ธฐ๊ฐํ•˜๋Š” ๊ธฐ์ค€โ€ ์ด๋ผ๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค.

ยง3 โ€” ์žฌํ‘œ๊ธฐ์ธ๊ฐ€, ๋‹ค๋ฅธ ์ž…๋ ฅ์ธ๊ฐ€ (์ด ๋…ผ๋ฌธ์˜ ์•Œ๋งน์ด)

๋ฌธ์ œ ์ œ๊ธฐ. ์ž…๋ ฅ์— ๋”ฑ์ง€๋งŒ ๋‹ค์‹œ ๋ถ™์ด๋Š” ๋ณ€ํ™˜์— ๋Œ€ํ•ด orbit-constancy๋ฅผ ๊ฐ•์ œํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์€ ๋ถˆ๋ณ€๋Ÿ‰ ์œ„๋กœ์˜ ์‚ฌ์˜์ด๋‹ค. ๋ฐ˜๋ฉด ์•„๋Š” ๋‚ด์šฉ ์ž์ฒด๋ฅผ ๋ฐ”๊พธ๋Š” ๋ณ€ํ™˜์— ๋Œ€ํ•ด ๊ฐ•์ œํ•˜๋ฉด ๊ทธ๊ฑด ๋ญ‰๊ฐœ๊ธฐ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ๊ฒฐ๊ณผ ์ˆซ์ž๋งŒ ๋ณด๋ฉด ๋‘˜์„ ๊ตฌ๋ณ„ํ•  ์ˆ˜ ์—†๋‹ค. ๊ทธ๋ž˜์„œ dispersion ์ธก์ •์น˜๋Š” โ€œ๊ทธ ๋ณ€ํ™˜์ด ๋ญ์˜€๋Š”์ง€์— ๋Œ€ํ•œ ํŒ์ •โ€๊ณผ ํ•จ๊ป˜ ๋†“์—ฌ์•ผ๋งŒ ํ•ด์„ ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋‹ค.

ํ˜•์‹ํ™”. ํ›„๋ณด ๋Œ€์นญ์€ ์ƒํ™ฉ X ๋ฅผ ๊ณตํ†ต ํ‘œํ˜„ ๊ณต๊ฐ„์œผ๋กœ ๋‚˜๋ฅด๋Š” view๋“ค์˜ ์ง‘ํ•ฉ \varphi_1,\dots,\varphi_K ๋กœ ์ฃผ์–ด์ง€๊ณ , ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๋Š” ๊ทธ์ค‘ ํ•˜๋‚˜๋ฅผ ๋ฐ›๋˜ ์–ด๋А ๊ฒƒ์ธ์ง€ ๋“ฃ์ง€ ๋ชปํ•œ๋‹ค. orbit-constant๋ž€ ์œ„์˜ ๋“ฑ์‹๋“ค์ด ์ƒ์„ฑํ•˜๋Š” ๋™์น˜๊ด€๊ณ„๋กœ ๊ทธ ๊ณต๊ฐ„์„ ๋ชซ(quotient) ๋‚ธ ๊ฒƒ์— ๋Œ€ํ•ด ๊ฐ€์ธก(measurable)์ด๋ผ๋Š” ๋œป์ด๋‹ค. Q ๋ฅผ ๊ทธ ๋ชซ๋ฅ˜, R(\varphi_v):=H(Y\mid\varphi_v(X)) ๋ฅผ view v ๋‹จ๋…์˜ ์ตœ์  ์œ„ํ—˜์ด๋ผ ๋‘”๋‹ค.

Theorem 2 (parity๋Š” ํ•„์š”์กฐ๊ฑด์ด๊ณ , parity gap์ด ๊ทธ ๊ฐ€๊ฒฉ)

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)

์ฆ๋ช…์€ ๋ถ€๋ก F์—์„œ ์„ธ ์ค„์ด๋‹ค: Q ๋Š” ๋ชจ๋“  v ์— ๋Œ€ํ•ด \varphi_v(X) ์˜ ํ•จ์ˆ˜์ด๋ฏ€๋กœ ๊ฑฐ๊ธฐ์— ์กฐ๊ฑดํ™”ํ•˜๋ฉด ์œ„ํ—˜์€ ์˜ฌ๋ผ๊ฐˆ ์ˆ˜๋งŒ ์žˆ๊ณ , ๋”ฐ๋ผ์„œ orbit-constancy๋Š” ๊ฐ€์กฑ ์ค‘ ์ตœ์•…์˜ view๋งŒํผ์€ ๋น„์‹ธ๋‹ค.

์—ฌ๊ธฐ์„œ ๋‘ ๊ฐœ์˜ ๊ฒ€์‚ฌ๊ฐ€ ๋”ฐ๋ผ ๋‚˜์˜จ๋‹ค. ์ดˆ๋ณด์ž๋ฅผ ์œ„ํ•ด ์—ญํ• ์„ ๋ถ„๋ช…ํžˆ ๊ตฌ๋ถ„ํ•˜์ž.

(a) Predictive parity โ€” ํ•„์š”์กฐ๊ฑด์ด์ž ๊ฒŒ์ดํŠธ. ๊ฐ view๋ฅผ ๋‹จ๋…์œผ๋กœ ์ผ์„ ๋•Œ y ์— ๋Œ€ํ•ด ๋˜‘๊ฐ™์ด ์˜ˆ์ธก๋ ฅ์ด ์žˆ์–ด์•ผ ํ•œ๋‹ค. ์‹คํŒจํ•˜๋ฉด Theorem 2๊ฐ€ ๊ทธ ๋น„์šฉ์„ ์ •ํ™•ํžˆ ๋งํ•ด์ค€๋‹ค: parity gap \delta ๋Š” โ€œ๊ทธ๋ƒฅ ๋” ์ข‹์€ view๋ฅผ ์“ฐ๋Š” ๊ฒƒโ€ ๋Œ€๋น„ ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ์„ ๊ฐ•์ œํ•ด์„œ ์žƒ๋Š” ๊ฒƒ์˜ ํ•˜ํ•œ์ด๋‹ค. ๊ทธ๋ž˜์„œ ์ฑ„๋„ ์„ ํƒ์ด๋‚˜ ์†์‹ค ์žˆ๋Š” ์š”์•ฝ์€ ์ˆ˜๋ฆฌ ๋Œ€์ƒ์ด ์•„๋‹ˆ๋ผ ๊ธฐ๊ฐ ๋Œ€์ƒ์ด๋‹ค. ๋…ผ๋ฌธ์ด ๋“  ๊ตฌ์ฒด ์‚ฌ๋ก€: ๋‘ ์นด๋ฉ”๋ผ์˜ ํ‰๊ท  rank๊ฐ€ ๊ฐ๊ฐ 6.6 vs 23.3 โ€” ์—ฌ๊ธฐ์— ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ์„ ๊ฐ•์ œํ•˜๋ฉด ๋” ์ข‹์€ ์„ผ์„œ๋ฅผ ๋ฒ„๋ ค์„œ ์ผ์น˜๋„๋ฅผ ์‚ฌ๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค.

(b) Reconstructibility โ€” ์ถฉ๋ถ„์กฐ๊ฑด(certificate)์ด์ง€ ํ•„์š”์กฐ๊ฑด์€ ์•„๋‹ˆ๋‹ค. ๊ฐ view๊ฐ€ ๋‹ค๋ฅธ view๋กœ๋ถ€ํ„ฐ ๋ณต์› ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋ฉด Q ๊ฐ€ ๊ฐ \varphi_v(X) ์™€ ๊ฐ™์€ \sigma-๋Œ€์ˆ˜๋ฅผ ์ƒ์„ฑํ•˜๋ฏ€๋กœ R_{\mathrm{inv}}=R(\varphi_v), ์ฆ‰ ์ „๋‹จ์‚ฌ ์žฌ๋ผ๋ฒจ๋ง์€ ๊ณต์งœ๋‹ค. ์ด๊ฒŒ ์ธ์ฆ์„œ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ ํ•„์š”์กฐ๊ฑด์€ ์•„๋‹ˆ๋‹ค: ๋ชซ ๋Œ€์นญ์€ ์„ค๊ณ„์ƒ nuisance ์ขŒํ‘œ๋ฅผ ๋ฒ„๋ฆฌ๋ฏ€๋กœ \theta+2\pi k ์—์„œ k ๋ฅผ ๋ณต์›ํ•  ์ˆ˜ ์—†์ง€๋งŒ, k ๋Š” y ์— ๋Œ€ํ•ด ์•„๋ฌด ๋ง๋„ ์•ˆ ํ•˜๋ฏ€๋กœ \delta=0 ์ด๊ณ  Theorem 2๋Š” ์—ฌ์ „ํžˆ ๋น„์šฉ 0์„ ์ค€๋‹ค. ์ „๋‹จ์‚ฌ์„ฑ์„ ์š”๊ตฌํ•˜๋ฉด ์œ ํšจํ•œ ๋Œ€์นญ์„ ๊ธฐ๊ฐํ•˜๊ฒŒ ๋˜๋ฏ€๋กœ ๊ฒŒ์ดํŠธ๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ ์ธ์ฆ์„œ๋กœ ๋ณด๊ณ ํ•œ๋‹ค.

(c) ๊ฒฐํ•ฉ ์ž…๋ ฅ์œผ๋กœ ํ‰๊ฐ€ํ•˜๋ผ โ€” ์‹ค๋ฌด์ž๊ฐ€ ๊ฐ€์žฅ ํ‹€๋ฆฌ๊ธฐ ์‰ฌ์šด ์ง€์ . ์ ๊ฒฉ์„ฑ์€ ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๊ฐ€ ๋ฐ›๋Š” ๊ฒƒ ์ „์ฒด์˜ ์„ฑ์งˆ์ด์ง€ ํ•œ ์ฑ„๋„์˜ ์„ฑ์งˆ์ด ์•„๋‹ˆ๋‹ค.

๋ณต์› ํ‰๊ฐ€ ๋Œ€์ƒ R^2 ํŒ์ •
์•ก์…˜ ์ฑ„๋„ ๋‹จ๋… 0.757 ๋ถ€์ ๊ฒฉ์ฒ˜๋Ÿผ ๋ณด์ž„ โ€” ์ž์‹ ๋งŒ๋งŒํ•œ ์˜ค๋‹ต(false negative)
์ƒํƒœ์™€ ๊ฒฐํ•ฉํ•œ ์ž…๋ ฅ 0.996 ์ ๊ฒฉ

์ด์œ ๋Š” ์ˆ˜์‹์— ๋‹ค ๋“œ๋Ÿฌ๋‚˜ ์žˆ๋‹ค. a_{\mathrm{rel}}=a_{\mathrm{abs}}-s_t ๋Š” s_t ๊ฐ€ ์ฃผ์–ด์กŒ์„ ๋•Œ๋งŒ ์ „๋‹จ์‚ฌ๋‹ค. ์ฑ„๋„์„ ๊ณ ๋ฆฝ์‹œ์ผœ ๊ฒ€์‚ฌํ•˜๋ฉด ์ž์‹ ๋งŒ๋งŒํ•œ ์˜ค๋‹ต์ด ๋‚˜์˜จ๋‹ค.

ํ…Œ์ŠคํŠธ๊ฐ€ ์‹ค์ œ๋กœ ๊ธฐ๊ฐํ•œ ๊ฒƒ๋“ค. ์ €์ž๋“ค์ด ์ œ์•ˆํ–ˆ๋˜ ๋„ค ์ถ• ์ค‘ ์…‹์ด ๋–จ์–ด์กŒ๋‹ค:

ํ›„๋ณด ์ถ• ๊ธฐ๊ฐ ์‚ฌ์œ  ์ฆ๊ฑฐ
photometric jitter group action์ด ์•„๋‹ˆ๋ผ augmentation โ€”
์นด๋ฉ”๋ผ ์„ ํƒ ์„œ๋กœ ๋‹ค๋ฅธ ์„ผ์„œ๋Š” ์„œ๋กœ ๋‹ค๋ฅธ ์ •๋ณด๋ฅผ ๋‚˜๋ฆ„ ํ•œ view rank 6.6 vs ๋‹ค๋ฅธ view 23.3
action-window ์š”์•ฝ(first/mean/mean_std/concat) ์†์‹ค ์žˆ๋Š” ์œ„๊ณ„ task R^2 0.986 vs 0.709
์ ˆ๋Œ€ vs ์ƒ๋Œ€ ์•ก์…˜ ์ธ์ฝ”๋”ฉ ํ†ต๊ณผ ๊ฒฐํ•ฉ R^2=0.996, task-R^2 ๊ฒฉ์ฐจ 0.003

์ด โ€œ3/4 ๊ธฐ๊ฐโ€์€ ๋…ผ๋ฌธ์˜ ์ˆ˜์‚ฌ(rhetoric)๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ ๋…ผ์ฆ์˜ ํ•ต์‹ฌ์ด๋‹ค. ๋„ค ๋ฒˆ์งธ๊ฐ€ ๋ณด๊ณ ํ•  ๊ฐ€์น˜๊ฐ€ ์žˆ๋Š” ์ด์œ ๊ฐ€ ๋ฐ”๋กœ ์…‹์ด ๋–จ์–ด์กŒ๋‹ค๋Š” ์‚ฌ์‹ค์ด๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์ด๋‹ค.

๋˜ ํ•˜๋‚˜ ์ค‘์š”ํ•œ ๋ถ€์ˆ˜ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ€ ๋ถ€๋ก B์— ์žˆ๋‹ค. ์•ก์…˜ ์กฐ๊ฑด๋ถ€์—ฌ ๊ฒ€์ฆ์— ํ”ํžˆ ์“ฐ์ด๋Š” action-shuffle(์•ก์…˜์„ ์˜ˆ์ œ ๊ฐ„์— ์„ž์–ด ์ •ํ™•๋„๊ฐ€ ๋ฌด๋„ˆ์ง€๋Š”์ง€ ๋ณด๋Š” ๊ฒƒ)์€ orbit-constancy ํ…Œ์ŠคํŠธ๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋‹ค. ์…”ํ”Œ์€ ๋‹ค๋ฅธ ์˜ˆ์ œ์˜ ์•ก์…˜ ์œˆ๋„์šฐ๋ฅผ ๋จน์ด๋ฏ€๋กœ ์ •๋ณด๋ฅผ ์žฌํ‘œํ˜„ํ•˜๋Š” ๊ฒŒ ์•„๋‹ˆ๋ผ ํŒŒ๊ดดํ•œ๋‹ค โ†’ orbit์„ ๋งŒ๋“ค์ง€ ์•Š๊ณ , Definition 1์ด ์ฐธ์กฐํ•  dispersion ์ง€ํ‘œ A ๋„ ์—†๋‹ค. ์…”ํ”Œ ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” โ€œ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๊ฐ€ ์•ก์…˜ ์ฑ„๋„์„ ์‹ค์ œ๋กœ ์ฝ๊ณ ๋Š” ์žˆ๋‹คโ€๋Š” ๊ฒƒ์„ ๋ณด์—ฌ์ค„ ๋ฟ, โ€œ๋ช…๋ น์„ ๋ณด์กดํ•˜๋Š” ๋ณ€ํ™”์— ๋Œ€ํ•ด ๋ฏฟ์Œ์ด ์•ˆ์ •์ ์ด๋‹คโ€๋ผ๋Š” ๋” ๊ฐ•ํ•œ ์„ฑ์งˆ์˜ ์ฆ๊ฑฐ๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋‹ค. ์ฆ‰ ยง5.1 ์ด์ „๊นŒ์ง€ ์•ก์…˜ ์กฐ๊ฑด๋ถ€ dynamics์—๋Š” orbit-constancy ํ…Œ์ŠคํŠธ๊ฐ€ ์•„์˜ˆ ์—†์—ˆ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ์ด ์‹คํ—˜์˜ ์ถœ๋ฐœ์ ์ด๋‹ค.

ยง4 โ€” ์ˆ˜๋ฆฌ: ๋‘ ์ธ์ฝ”๋”ฉ ์œ„์—์„œ ํ‰๊ท ๋‚ด๊ธฐ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ํ‰๊ท ์ด ๋†“์ผ ์ž๋ฆฌ

์ˆ˜๋ฆฌ ์ž์ฒด๋Š” orbit averaging ํ•œ ์ค„์ด๋‹ค. ์ €์ž๋“ค ๋ง๋Œ€๋กœ โ€œ๊ทธ ์•ž์˜ ๋ชจ๋“  ์ ˆ์ด ์กด์žฌํ•˜๋Š” ์ด์œ ๋Š” ๋ฌด์—‡์„ ํ‰๊ท ๋‚ผ ์ž๊ฒฉ์ด ์žˆ๋Š”์ง€๋ฅผ ํ™•๋ฆฝํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œโ€ ๋‹ค. ๋‚จ์€ ์„ ํƒ์€ ํ‰๊ท ์„ ์–ด๋””์— ๋†“๋А๋ƒ์ด๊ณ , ์ด๊ฑด ์ถœ๋ ฅ ๊ณต๊ฐ„์ด ๊ฒฐ์ •ํ•œ๋‹ค.

์‹ (2)๋ฅผ ๋‹ค์‹œ ๋ณด์ž.

\mathcal{L}(\theta)=\underbrace{\frac1K\sum_v \ell\big(g_\theta(z,\phi_v(a)),y\big)}_{\text{orbit ์œ„ ๋ชฉ์ ํ•จ์ˆ˜ ํ‰๊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{๋ถˆ์ผ์น˜ ํŽ˜๋„ํ‹ฐ}}

\ell ์€ ํƒœ์Šคํฌ ์†์‹ค(๊ฒ€์ƒ‰ ๋ชฉํ‘œ์—๋Š” ์ฐธ ๋ฏธ๋ž˜์— ๋Œ€ํ•œ InfoNCE, ํšŒ๊ท€์—๋Š” ์ œ๊ณฑ์˜ค์ฐจ), d ๋Š” ๋ถˆ์ผ์น˜ ํŽ˜๋„ํ‹ฐ(๊ตฌํ˜„์€ ํ‰๊ท  ์Œ๋ณ„ ์ฝ”์‚ฌ์ธ ๋ถˆ์ผ์น˜, ๋ถ€๋ก A). ์ฝ๋Š” ๋ฒ•: ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๋Š” ๋ชจ๋“  ํ‘œ๊ธฐ์—์„œ ๋งžํžˆ๋ผ๊ณ  ์š”๊ตฌ๋ฐ›๊ณ , ๋™์‹œ์— ํ‘œ๊ธฐ๋“ค ์‚ฌ์ด์—์„œ ์ž๊ธฐ ์ž์‹ ๊ณผ ์ผ์น˜ํ•˜๋ผ๊ณ  ์š”๊ตฌ๋ฐ›๋Š”๋‹ค. ์ž๊ธฐ ์ถœ๋ ฅ์˜ ์š”์•ฝ์น˜๋ฅผ ๋”ฐ๋ผ๊ฐ€๋ผ๋Š” ์š”๊ตฌ๋Š” ์–ด๋””์—๋„ ์—†๋‹ค.

์™œ ์ถœ๋ ฅ ํ‰๊ท ์ด๋ฉด ์•ˆ ๋˜๋Š”๊ฐ€. ์ž์—ฐ์Šค๋Ÿฌ์šด ๋Œ€์•ˆ์€ ํ‘œ๊ธฐ ๋ฏผ๊ฐํ•œ teacher์˜ ์˜ˆ์ธก๋“ค์„ orbit ํ‰๊ท ๋‚ด๊ณ  student๋ฅผ ๊ฑฐ๊ธฐ์— ๋งž์ถ”๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์˜ˆ์ธก์ด ํ™•๋ฅ ์ด๋ฉด ์ด๊ฑด ๋‹จ์ง€ ํ•ฉ๋ฆฌ์ ์ธ ๊ฒŒ ์•„๋‹ˆ๋ผ ๋ณด์žฅ๋œ๋‹ค. \bar p:=\frac1K\sum_k f(\cdot\mid g_k\cdot x) ์— ๋Œ€ํ•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

๋กœ๊ทธ์˜ ์˜ค๋ชฉ์„ฑ(Jensen)์—์„œ ๋‚˜์˜จ๋‹ค โ€” ํ˜ผํ•ฉ์˜ log loss๋Š” ๊ตฌ์„ฑ์› ํ‰๊ท ๋ณด๋‹ค ์ ˆ๋Œ€ ๋‚˜์˜์ง€ ์•Š๋‹ค.

๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ์ด ๋ณด์žฅ์€ ์ถœ๋ ฅ ๊ณต๊ฐ„์˜ ์„ฑ์งˆ์ด์ง€ ๋Œ€์นญ์˜ ์„ฑ์งˆ์ด ์•„๋‹ˆ๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ์„œ ๋ชฉํ‘œ๋Š” ํ•™์Šต๋œ ํ‘œํ˜„ ๊ณต๊ฐ„์˜ ๋‹จ์œ„ ๋ฒกํ„ฐ(๋ฐฉํ–ฅ) ์ด๊ณ , ๋ถˆ์ผ์น˜๋Š” ๊ฐ๋„์ด๋ฉฐ, ๋ฐฉํ–ฅ์ด ์–ด๊ธ‹๋‚˜๋Š” ๋‹จ์œ„๋ฒกํ„ฐ๋“ค์˜ ํ‰๊ท ์€ ์งง๊ณ  ๋ฌด๊ฒŒ์ค‘์‹ฌ์„ ๊ฐ€๋ฆฌํ‚จ๋‹ค. ๋‹ค์‹œ ์ •๊ทœํ™”ํ•ด๋„ orbit์˜ ๊ตฌ์„ฑ์›์œผ๋กœ ๋Œ์•„์˜จ๋‹ค๋Š” ๋ณด์žฅ์ด ์—†๋‹ค.

Proposition 3 (๋ฐฉํ–ฅ๊ฐ’ ์˜ˆ์ธก์—๋Š” Jensen ๋ณด์žฅ์ด ์—†๋‹ค). S^{d-1} ์œ„์˜ ์˜ˆ์ธกยท๋ชฉํ‘œ์™€ ์ ์ˆ˜ \cos(\hat u,y) ์— ๋Œ€ํ•ด, ์ •๊ทœํ™” ํ‰๊ท  \bar u=\sum_k u_k/\lVert\sum_k u_k\rVert ์ด ๋ชจ๋“  ๊ตฌ์„ฑ์›๋ณด๋‹ค ์—„๊ฒฉํžˆ ๋‚ฎ์€ ์ ์ˆ˜๋ฅผ ๋ฐ›๋Š” ์œ ํ•œ orbit์ด ์กด์žฌํ•˜๊ณ , \sum_k u_k=0 ์ด๋ผ \bar u ๊ฐ€ ์ •์˜์กฐ์ฐจ ์•ˆ ๋˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๋„ ์กด์žฌํ•œ๋‹ค.

๋ฐ˜๋ก€๊ฐ€ ์•„์ฃผ ์†์— ์žกํžŒ๋‹ค. d=2, y=(1,0), u_1=(1,0), u_{2,3}=(-0.9,\pm\sqrt{1-0.81}) ๋กœ ๋‘๋ฉด ๊ตฌ์„ฑ์› ์ ์ˆ˜๋Š” 1,-0.9,-0.9 ์ธ๋ฐ \bar u=(-1,0) ์€ -1 ์„ ๋ฐ›๋Š”๋‹ค. ํ‰๊ท ์ด ๋ชจ๋‘๋ณด๋‹ค ๋‚˜์˜๋‹ค. ๋‘ ๋ฒˆ์งธ๋Š” u_{1,2}=(0,\pm1). ์ฒซ ๋ฐ˜๋ก€๋Š” ๋ถ€๋“ฑ์‹์ด ์—„๊ฒฉํ•˜๋ฏ€๋กœ generic ๊ฐ€์ •์œผ๋กœ ์ œ๊ฑฐ๋˜์ง€ ์•Š๊ณ , ๋‘ ๋ฒˆ์งธ๋Š” ๋ถˆ์•ˆ์ •ํ•˜์ง€๋งŒ ๊ทธ ๊ทผ๋ฐฉ ์ „์ฒด์—์„œ \bar u ๊ฐ€ ill-conditionedํ•˜๋‹ค.

์‹คํ—˜์ด ์ด ์ด๋ก ์„ ๊ทธ๋Œ€๋กœ ํ™•์ธํ•œ๋‹ค: orbit-mean student๋Š” rank 11.55, ์‹ (2)(\lambda=4)๋Š” 5.25. ์‹ (2)๋Š” ํ‰๊ท ์„ ์•„์˜ˆ ํ˜•์„ฑํ•˜์ง€ ์•Š์Œ์œผ๋กœ์จ ์ด ๋ฌธ์ œ๋ฅผ ๋น„์ผœ๊ฐ„๋‹ค.

์ง๊ด€ โ€” ์„ธ ์ค„๋กœ ๋ถ™์žก๋Š” ๋…ผ๋ฌธ์˜ ๋…ผ๋ฆฌ

  1. ๋ชจ๋ธ์€ โ€œ๊ฐ™์€ ๋œปโ€์ด๋ผ๋Š” ๊ฐœ๋…์„ ๊ฐ–๊ณ  ์žˆ์ง€ ์•Š๋‹ค. ์•ก์…˜ ์œˆ๋„์šฐ๋ฅผ ์ˆซ์ž ๋ฒกํ„ฐ๋กœ ๋ฐ›๋Š” MLP์—๊ฒŒ โ€œ์ด ์ˆซ์ž๋“ค์€ ์ ˆ๋Œ€ ๋ชฉํ‘œ๋‹คโ€๋ผ๊ณ  ์•Œ๋ ค์ฃผ๋Š” ์ฑ„๋„์ด ์—†๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฌ๋‹ˆ ํ•™์Šต ๋ถ„ํฌ์—์„œ ํ†ตํ•˜๋Š” ์ƒ๊ด€์ด๋ฉด ๋ญ๋“  ์“ด๋‹ค(ยง2์˜ MDL).
  2. ๊ทธ๋Ÿฌ๋ฏ€๋กœ โ€œํ‘œ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ”๊ฟจ์„ ๋•Œ ๋‹ต์ด ๊ฐ™์€๊ฐ€โ€๋Š” ์ธก์ •๋˜์–ด์•ผ ํ•  ๋ณ„๋„์˜ ์„ฑ์งˆ์ด๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฐ๋ฐ ๊ทธ ์ธก์ •์„ ์•„๋ฌด ๋ณ€ํ™˜์—๋‚˜ ํ•˜๋ฉด ์•ˆ ๋œ๋‹ค โ€” ์นด๋ฉ”๋ผ๋ฅผ ๋ฐ”๊ฟ”๋†“๊ณ  โ€œ์ผ์น˜ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹คโ€๊ณ  ํ˜ผ๋‚ด๋Š” ๊ฑด ๋” ์ข‹์€ ์„ผ์„œ๋ฅผ ๋ฒ„๋ฆฌ๋ผ๋Š” ์š”๊ตฌ๋‹ค(ยง3์˜ parity gap).
  3. ์ž๊ฒฉ์ด ํ™•์ธ๋œ ๋ณ€ํ™˜์— ๋Œ€ํ•ด์„œ๋งŒ ํ‰๊ท ๋‚ธ๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์˜ˆ์ธก์ด ๋ฐฉํ–ฅ์ด๋ฉด ํ‰๊ท ์€ ์†์‹ค ์œ„์— ๋†“์•„์•ผ ํ•œ๋‹ค(ยง4์˜ Proposition 3).

์‹คํ—˜

์„ค์ • (๋ถ€๋ก A)

ํˆฌ๋ช…ํ•˜๊ฒŒ ์ ์–ด๋‘๋Š” ํŽธ์ด ๋‚ซ๋‹ค. ์ด ๋…ผ๋ฌธ์˜ ์‹คํ—˜ ๊ทœ๋ชจ๋Š” ์ž‘๋‹ค.

ํ•ญ๋ชฉ ๊ฐ’
์ธ์ฝ”๋” ๋™๊ฒฐ I-JEPA ViT-H/14 (facebook/ijepa_vith14_1k), fp16, batch 32
์ž„๋ฒ ๋”ฉ ๋’ค์—์„œ ๋„ค ๋ฒˆ์งธ ๋ธ”๋ก์˜ patch token์— ๋Œ€ํ•œ meanยทstd๋ฅผ concat
์˜ˆ์ธก๊ธฐ [z_t \,\|\, \phi_v(a_{t:t+\Delta})] ์ž…๋ ฅ MLP, hidden 1024, depth 2, 800 steps, in-batch negative InfoNCE
์•ก์…˜ ์ž…๋ ฅ \Delta ๊ตฌ๊ฐ„์„ ๊ท ์ผ ์ƒ˜ํ”Œํ•œ 16 ํฌ์ธํŠธ ร— d_a (d_a = ALOHA 14, PushT 2)
ํ•™์Šต/ํ‰๊ฐ€ ํฌ๊ธฐ n_{\mathrm{train}}=1200, n_{\mathrm{test}}=384
์˜ˆ์ธก ๋Œ€์ƒ \ell_2 ์ •๊ทœํ™”๋œ ๋ฏธ๋ž˜ latent (โ†’ ๋ฐฉํ–ฅ๊ฐ’ ์˜ˆ์ธก)
\Delta ๋ชจ๋“  ๊ฒฝ์šฐ 4์ดˆ (50 fps์—์„œ 200 step, 10 fps์—์„œ 40 step)
seed 0,1,2 (3๊ฐœ), split ์ƒ˜ํ”Œ๋งยท์ดˆ๊ธฐํ™”ยท๋ฐฐ์นญ์„ ์ œ์–ด
ํ•˜๋“œ์›จ์–ด ๋‹จ์ผ RTX 5090. latent ์บ์‹œ๊ฐ€ ์žˆ์œผ๋ฉด cabinet 3-seed ์Šค์œ•์ด ์ˆ˜ ๋ถ„

๋ฐ์ดํ„ฐ์…‹์€ ๋ชจ๋‘ ๊ณต๊ฐœ LeRobot ๋ฆด๋ฆฌ์Šค๋ฅผ ์ˆ˜์ • ์—†์ด ์ผ๊ณ , split์€ ์—ํ”ผ์†Œ๋“œ ๋ถ„๋ฆฌ๋ผ ์ตœ๊ทผ์ ‘ ์ด์›ƒ ๊ฒ€์ƒ‰์ด ๋ณธ ๊ถค์ ์˜ ์ธ์ ‘ ํ”„๋ ˆ์ž„์„ ๋– ์˜ฌ๋ ค ๋งžํžˆ๋Š” ์ผ์ด ๋ถˆ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋‹ค.

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

์ง€ํ‘œ ์ •์˜๋„ ์•Œ์•„๋‘๋ฉด ํ‘œ๊ฐ€ ์ฝํžŒ๋‹ค.

  • Retrieval rank: 384๊ฐœ ํ…Œ์ŠคํŠธ latent ์ค‘ ์ฐธ ๋ฏธ๋ž˜ latent๊ฐ€ ์ฝ”์‚ฌ์ธ ์œ ์‚ฌ๋„๋กœ ๋ช‡ ๋“ฑ์ธ๊ฐ€. ๋‚ฎ์„์ˆ˜๋ก ์ข‹๋‹ค.
  • Cross-encoding agreement: ๊ฐ™์€ ์ž…๋ ฅ์— ๋Œ€ํ•œ ๋‘ ์ธ์ฝ”๋”ฉ ์˜ˆ์ธก ์‚ฌ์ด์˜ ์ฝ”์‚ฌ์ธ. ํ‰๊ท ๊ณผ ํ‰๊ฐ€์ง‘ํ•ฉ ์ตœ์†Ÿ๊ฐ’(worst) ์„ ๋ชจ๋‘ ๋ณด๊ณ .
  • Goal-conditioned action selection: 32๊ฐœ ํ›„๋ณด ์•ก์…˜ ์œˆ๋„์šฐ๋ฅผ ํ•™์Šต๋œ dynamics๋กœ ์ฑ„์ ํ•ด ์ฐธ ๋ฏธ๋ž˜์™€ ๋งž๋Š” ๊ฒƒ์„ top-1์œผ๋กœ ๊ณ ๋ฅด๊ธฐ. chance = 0.031.

์ถ• ์ž์ฒด๋Š” ๋”ฑ ๋‘ ๊ฐœ๋‹ค.

A:\ a_{t:t+\Delta}\ \text{(์ ˆ๋Œ€ ๊ด€์ ˆ ๋ชฉํ‘œ)}\qquad B:\ a_{t:t+\Delta}-s_t\ \text{(ํ˜„์žฌ ์ƒํƒœ ๋Œ€๋น„ ์ƒ๋Œ€)}

๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์นด๋ฉ”๋ผ๋ฅผ ๊ณ ์ •ํ•œ๋‹ค โ€” ๊ทธ๋ž˜์•ผ ๋ชจ๋“  ์˜ˆ์ธก์ด ํ•œ latent ๊ณต๊ฐ„์— ์žˆ์–ด dispersion์ด ์ž˜ ์ •์˜๋œ๋‹ค. ๋‹ค์ค‘ ์นด๋ฉ”๋ผ ์ถ•์€ ์˜ˆ์ธก์ด ์นด๋ฉ”๋ผ๋ณ„ ๊ณต๊ฐ„์— ์‚ด๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ์• ์ดˆ์— dispersion์„ ์ •์˜ํ•  ์ˆ˜ ์—†๋‹ค๋Š” ์ง€์ ๋„ ํ•จ๊ป˜ ์ ํ˜€ ์žˆ๋‹ค(์ด๊ฒŒ ยง3์—์„œ ์นด๋ฉ”๋ผ ์ถ•์„ ๊ธฐ๊ฐํ•œ ๊ฒƒ๊ณผ ์ผ๊ด€๋œ๋‹ค).

5.1 โ€” ๋ถ•๊ดด์˜ ์ธก์ •

Table 1(์œ„ Ping์— ์˜ฎ๊ธด ํ‘œ)์˜ ์ฝ์„ ์ :

  • ๋‘ ALOHA ๋ฐ์ดํ„ฐ์…‹์˜ cross-encoding ์ฝ”์‚ฌ์ธ์ด ์†Œ์ˆ˜ ์…‹์งธ ์ž๋ฆฌ๊นŒ์ง€ ์ผ์น˜ํ•œ๋‹ค(0.370 / 0.371). ํƒœ์Šคํฌ ํŠน์ด์  ํšจ๊ณผ๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ๋Š” ๊ทผ๊ฑฐ๋‹ค.
  • PushT๋Š” ๋‹ค๋ฅธ ๋กœ๋ด‡, 2์ฐจ์› ์•ก์…˜์ธ๋ฐ๋„ ๊ฐ™์€ ๋ณ‘์ด ์žˆ๊ณ  ๋” ์‹ฌํ•˜๋‹ค โ€” ๋‘ ๋ฏฟ์Œ์ด ๊ฑฐ์˜ ์ง๊ต(0.067)์ด๊ณ  ์ตœ์•…์€ -0.377.

์ •ํ™•๋„์™€ ์ผ์น˜๋„(Fig. 2) โ€” ์™ผ์ชฝ: ๊ฐ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์—์„œ์˜ ๊ฒ€์ƒ‰ rank. teacher๋Š” ํ•™์Šตํ•œ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์—์„œ 6.2, ๋™๋“ฑํ•œ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์—์„œ 61.5๋กœ ๋ฌด๋„ˆ์ง„๋‹ค. ์˜ค๋ฅธ์ชฝ: ์ธ์ฝ”๋”ฉ ๊ฐ„ ์ผ์น˜๋„(ํ‰๊ท /์ตœ์•…). pooled ํ•™์Šต(\lambda=0)์ด ์ •ํ™•๋„๋ฅผ ํšŒ๋ณต์‹œํ‚ค์ง€๋งŒ ์ตœ์•… ์ผ์น˜๋„๋Š” 0.779์— ๋จธ๋ฌผ๊ณ , ์ด๋ฅผ ๋Œ์–ด์˜ฌ๋ฆฌ๋Š” ๊ฑด consistency ํ•ญ๋ฟ์ด๋‹ค. teacher์˜ ์ตœ์•…์€ -0.178 โ€” ์ตœ์•…์˜ ์ž…๋ ฅ์—์„œ ๋‘ ํ‘œ๊ธฐ๊ฐ€ ์ •๋ฐ˜๋Œ€๋ฅผ ๊ฐ€๋ฆฌํ‚จ๋‹ค.

์ œ์–ด ์‹คํŒจ๋ผ๋Š” ์ ์ด ๊ฒฐ์ •์ ์ด๋‹ค. ๊ฒ€์ƒ‰ rank๋Š” ํ‘œํ˜„ ํ’ˆ์งˆ์„ ์žฌ๋Š” ๋Œ€๋ฆฌ์ง€ํ‘œ๋‹ค. ์ œ์–ด๋Š” ๋‹ค๋ฅธ ์งˆ๋ฌธ โ€” โ€œ์–ด๋А ์•ก์…˜์ด ๋ชฉํ‘œ์— ๋„๋‹ฌํ•˜๋Š”๊ฐ€โ€์ด๊ณ , ํ›„๋ณด๋ฅผ ํ•™์Šต๋œ dynamics๋กœ ์งˆ์˜์™€ ๊ฐ™์€ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์—์„œ ์ฑ„์ ํ•œ๋‹ค. teacher๋Š” ์ž๊ธฐ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์—์„œ 53.1%, ๋™๋“ฑํ•œ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์—์„œ 15.4% ๋ฅผ ๊ณ ๋ฅธ๋‹ค(chance 3.1%). ๋…ผ๋ฌธ์˜ ๊ฒฐ๋ก : โ€œ๊ฐ™์€ ๋ช…๋ น์ด ๋‹ค๋ฅด๊ฒŒ ์ ํ˜”์„ ๋•Œ ์•ก์…˜์„ ๊ณ ๋ฅผ ์ˆ˜ ์—†๋Š” ๋ชจ๋ธ์€, ๊ฒ€์ƒ‰ ์ ์ˆ˜๊ฐ€ ์–ด๋–ป๋“  ์ œ์–ด์— ์“ธ ์ˆ˜ ์—†๋‹ค.โ€

์ˆ˜๋ฆฌ๊ฐ€ ๊ฐ๊ฐ ๋ฌด์—‡์„ ์‚ฌ์ฃผ๋Š”๊ฐ€ (Table 2)

Table 2 โ€” aloha_mobile_cabinet, 3 seeds, ๋ชจ๋“  ํ–‰์ด ๊ฐ™์€ run์—์„œ ๋‚˜์˜ด
๋ชจ๋ธ Canon. rank Held-out rank cos mean cos worst ์•ก์…˜์„ ํƒ Canon. ์•ก์…˜์„ ํƒ 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 ํ‘œ์— ๋Œ€ํ•œ ์ €์ž๋“ค์˜ ํƒœ๋„๊ฐ€ ์ด ๋…ผ๋ฌธ์—์„œ ๊ฐ€์žฅ ๋งˆ์Œ์— ๋“œ๋Š” ๋ถ€๋ถ„์ด๋‹ค. ํŽ˜๋„ํ‹ฐ์—๊ฒŒ ๋ถˆ๋ฆฌํ•œ ์‚ฌ์‹ค์„ ๋จผ์ € ๋งํ•œ๋‹ค.

  1. ๋ชฉ์ ํ•จ์ˆ˜๋ฅผ orbit ์œ„์—์„œ ํ‰๊ท ๋‚ด๋Š” ๊ฒƒ๋งŒ์œผ๋กœ ํƒœ์Šคํฌ๊ฐ€ ํšŒ๋ณต๋œ๋‹ค. \lambda=0 ์ด held-out rank๋ฅผ 61.5\to5.98, held-out ์•ก์…˜ ์„ ํƒ์„ 15.4\%\to40.1\% ๋กœ ์˜ฎ๊ธด๋‹ค. \lambda=16 ์€ ๊ทธ๊ฑธ 5.19 ์™€ 41.1\% ๋กœ ์˜ฎ๊ธฐ๋Š”๋ฐ, 1์  ์ฐจ์ด๋Š” seed ํ‘œ์ค€ํŽธ์ฐจ 4์— ๋Œ€ํ•ด ๋ฌด์˜๋ฏธํ•˜๋‹ค. ๋…ผ๋ฌธ์€ โ€œ์ด ์ฆ๊ฑฐ๋กœ๋Š” ํŽ˜๋„ํ‹ฐ๊ฐ€ ํ‰๊ท ํ™” ๋Œ€๋น„ ํ‰๊ท  ํƒœ์Šคํฌ ์„ฑ๋Šฅ์„ ๊ฐœ์„ ํ•˜์ง€ ์•Š์œผ๋ฉฐ, ์šฐ๋ฆฌ๋Š” ๊ทธ๋ ‡๋‹ค๊ณ  ์ฃผ์žฅํ•˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹คโ€ ๋ผ๊ณ  ๋ช…์‹œํ•œ๋‹ค.
  2. ํŽ˜๋„ํ‹ฐ๊ฐ€ ์‚ฌ์ฃผ๋Š” ๊ฑด ๊ผฌ๋ฆฌ๋‹ค. \lambda=0 ์—์„œ ์ตœ์•… ์ผ์น˜๋„ 0.779 โ€” ํ‰๊ท ์ ์œผ๋กœ๋Š” ๋‘ ํ‘œ๊ธฐ๊ฐ€ ๋™์˜ํ•˜์ง€๋งŒ, ๋™์˜ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š” ์ž…๋ ฅ์—์„œ๋Š” ์˜ˆ์ธก์ด ์—ฌ์ „ํžˆ ๋ฉ€๋ฆฌ ๋–จ์–ด์ ธ ์žˆ๋‹ค. ํŽ˜๋„ํ‹ฐ๊ฐ€ ์ด๋ฅผ 0.995 ๋กœ ๋‹ซ๋Š”๋‹ค(์ตœ์•… ๋ถˆ์ผ์น˜ 4๋ฐฐ ๊ฐ์†Œ, seed ๋…ธ์ด์ฆˆ ๋ฐ–). ๊ฐ’์€ canonical ์•ก์…˜ ์„ ํƒ ์•ฝ 3์ (44.3\%\to41.1\%).
  3. orbit mean์„ ์ ํ•ฉํ•˜๋Š” ๊ฑด ๋‘˜ ๋‹ค ๋ชป ํ•œ๋‹ค โ€” ํ‰๊ท  ์ผ์น˜๋„ 0.942์— rank ์˜ค์ฐจ๋Š” ๋Œ€๋žต ๋‘ ๋ฐฐ. Proposition 3์ด ๋งํ•œ ๊ทธ๋Œ€๋กœ๋‹ค.

์†”์งํ•œ ์š”์•ฝ: ์ถ•์„ ์•Œ๊ณ  ๋‚˜๋ฉด augmentation์ด ์ •ํ™•๋„๋ฅผ ๋˜๋Œ๋ ค์ฃผ๊ณ , ํŽ˜๋„ํ‹ฐ๊ฐ€ โ€œ๋Œ€๊ฐœ ๋™์˜ํ•จโ€์„ โ€œ๋ณด์žฅโ€์œผ๋กœ ๋ฐ”๊ฟ”์ค€๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  Theorem 2๊ฐ€ ์ง„์ˆ ๋œ ์–ธ์–ด๊ฐ€ ๋ฐ”๋กœ ๊ทธ ๋ณด์žฅ์ด๋‹ค.

๋กค์•„์›ƒ: ํ‰๊ท ์€ ์•ˆ์ •์ ์ด๊ณ , ์ตœ์•…์€ ์•„๋‹ˆ๋‹ค (Table 3ยท4)

์œ„ ์ˆซ์ž๋Š” ์ „๋ถ€ ํ•œ ์Šคํ…์ด์ง€๋งŒ world model์€ ์—ฌ๋Ÿฌ ์Šคํ… ์“ด๋‹ค. ์ €์ž๋“ค์€ 4์ดˆ์งœ๋ฆฌ hop์œผ๋กœ held-out ์—ํ”ผ์†Œ๋“œ์—์„œ ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๋ฅผ ์•ž์œผ๋กœ ๊ตด๋ฆฐ๋‹ค โ€” ๊ฐ hop๋งˆ๋‹ค ์ฐธ ์•ก์…˜ ์œˆ๋„์šฐ์™€ ์ƒํƒœ๋ฅผ ๊ณต๊ธ‰ํ•˜๊ณ , ๋ฐ˜๋ณต๋˜๋Š” ์œ ์ผํ•œ ์–‘์€ ๋ชจ๋ธ์˜ ๋ฏฟ์Œ๋ฟ์ด๋‹ค. (closed-loop ์ œ์–ด๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ฉฐ, ์˜ˆ์ธก ํ’ˆ์งˆ ์ž์ฒด๋Š” ์ง€ํ‰์„ ์„ ๋”ฐ๋ผ ๋–จ์–ด์ง„๋‹ค โ€” cabinet์—์„œ ์ฐธ latent์™€์˜ ์ฝ”์‚ฌ์ธ์ด 0.33\to0.13. ๊ทธ๋ž˜์„œ ํ›„๋ฐ˜ hop์€ ์ ์  ๋ถˆํ™•์‹คํ•ด์ง€๋Š” ์–‘์— ๋Œ€ํ•œ ์ผ์น˜๋„๋ฅผ ์„œ์ˆ ํ•œ๋‹ค๋Š” ๋‹จ์„œ๋„ ๋ถ™์–ด ์žˆ๋‹ค.)

Table 3 โ€” held-out ์—ํ”ผ์†Œ๋“œ latent ๋กค์•„์›ƒ, ์ตœ์ข… hop์—์„œ์˜ cross-encoding ์ฝ”์‚ฌ์ธ(ALOHA 3 hop, PushT 2 hop)
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 โˆ’0.497 0.677 โˆ’0.348 0.872 0.139

hop๋ณ„ ๊ถค์ (Table 4)์„ ๋ณด๋ฉด ์ด์•ผ๊ธฐ๊ฐ€ ๋” ์„ ๋ช…ํ•˜๋‹ค. ALOHA cabinet์—์„œ teacher์˜ ์ตœ์•…์€ 0.515\to0.350\to0.242 ๋กœ ์นจ์‹๋˜๊ณ , \lambda=0 ์€ 0.972\to0.951\to0.896 ๋กœ ๋Šฆ์ถœ ๋ฟ ๋ฉˆ์ถ”์ง€ ๋ชปํ•˜๋ฉฐ, \lambda=16 ์€ 1.000\to0.999\to0.997 ๋กœ ๋ฒ„ํ‹ด๋‹ค. ๋‘ ALOHA ๋ฐ์ดํ„ฐ์…‹์—์„œ ํ‰๊ท  ์ผ์น˜๋„๋Š” ๋ชจ๋“  ๋ชจ๋ธ์—์„œ ๊ฑฐ์˜ ํ‰ํ‰ํ•˜๋ฏ€๋กœ ์ €์ž๋“ค์€ โ€œ๋ถˆ์ผ์น˜๊ฐ€ ํ‰๊ท ์ ์œผ๋กœ ๋ˆ„์ ๋œ๋‹คโ€๋Š” ์ฃผ์žฅ์„ ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค.

PushT๊ฐ€ ๋‘ ํ•ญ์„ ํ›จ์”ฌ ๋‚ ์นด๋กญ๊ฒŒ ๊ฐ€๋ฅธ๋‹ค. ๊ฑฐ๊ธฐ์„œ๋Š” pooled ํ•™์Šต์ด ์ถ•์„ ์ „ํ˜€ ๊ณ ์น˜์ง€ ๋ชปํ•œ๋‹ค โ€” ํ‰๊ท  ์ผ์น˜๋„ 0.633, ์ตœ์•…์€ ๋‘ ๋ฒˆ์งธ hop์—์„œ ์Œ์ˆ˜ -0.348. ์ฆ‰ ๋‘ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์œผ๋กœ ํ•™์Šตํ•œ ์˜ˆ์ธก๊ธฐ์กฐ์ฐจ ๊ฐ™์€ ๋ช…๋ น ๊ถค์ ์— ๋Œ€ํ•ด ์ •๋ฐ˜๋Œ€ ๋ฏฟ์Œ์„ ๋งŒ๋“ ๋‹ค. ํŽ˜๋„ํ‹ฐ๊ฐ€ ์ด๋ฅผ 0.946 / +0.139 ๋กœ ์˜ฌ๋ฆฌ์ง€๋งŒ ๊ฒฉ์ฐจ๋ฅผ ๋‹ซ์ง€๋Š” ๋ชปํ•œ๋‹ค. ์ €์ž๋“ค์˜ ์ •๋ฆฌ: ์‰ฌ์šด ๊ฒฝ์šฐ์ผ์ˆ˜๋ก ํ‰๊ท ํ™”๋งŒ์œผ๋กœ ์ถฉ๋ถ„ํ•˜๊ณ , ์–ด๋ ค์šธ์ˆ˜๋ก consistency ํ•ญ์ด ์ผ์„ ๋” ๋งŽ์ด ํ•œ๋‹ค.

์ˆ˜๋ฆฌ๊ฐ€ ๊ณต์งœ๊ฐ€ ์•„๋‹Œ ๊ณณ. PushT์—์„œ ์ˆ˜๋ฆฌ๋œ ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๋Š” ์ตœ์•… rank 169.8\to85.7, \cos 0.067\to0.971 ๋กœ ๊ฐœ์„ ๋˜์ง€๋งŒ canonical ์ •ํ™•๋„๋ฅผ ์ง€๋ถˆํ•œ๋‹ค(66.2\to79.2, rank์ด๋ฏ€๋กœ ๋‚˜๋น ์ง„ ๊ฒƒ). ๋…ผ๋ฌธ์€ ๊ทธ teacher๊ฐ€ ์• ์ดˆ์— ์ ˆ๋Œ€์ ์œผ๋กœ ์•ฝํ•˜๋‹ค(384 ์ค‘ rank 66)๋Š” ์ ์„ ์ธ์ •ํ•˜๊ณ , ์ˆ˜๋ฆฌ๊ฐ€ ๊ณต์งœ์ธ ๊ฑด ๋ชจ๋ธ์— ์—ฌ์œ ๊ฐ€ ์žˆ์„ ๋•Œ๋ฟ์ž„์„ ยง5.2๋กœ ๋„˜๊ธด๋‹ค.

5.2 โ€” ๊ฒฐํ•จ์€ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ๋Š˜๋ ค๋„ ๋‹ซํžˆ์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค

์•ž์„œ ๋ณธ ๋Œ€๋กœ ์ด ์ถ•์€ ์ฒด์ œ (iii)์ด๋ฏ€๋กœ ์‹ (1)์€ ์ด ์ถ•์— ๋Œ€ํ•ด ์•„๋ฌด ๊ฐ€๊ฒฉ๋„ ๋งค๊ธฐ์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค. ๊ทธ๋ ‡๋‹ค๋ฉด ๊ฒ€์ฆํ•  ์˜ˆ์ธก์€ โ€œ๋ชจ๋ธ์ด ์ž๊ธฐ ํƒœ์Šคํฌ์— ๋” ์ž˜ํ•˜๊ฒŒ ๋˜์–ด๋„ ์ดํƒˆ์€ ๋‹ซํžˆ์ง€ ์•Š๋Š”๋‹คโ€์ด๋‹ค.

๊ณ ์ •๋œ ์บ์‹œ ํ•™์Šต์…‹์„ ์ž˜๋ผ n ์„ ์“ธ๋ฉด(โ†’ latent๊ฐ€ ์กฐ๊ฑด ๊ฐ„ ๋™์ผ), collapse ratio๋Š” ๋‹จ์กฐ ์ฆ๊ฐ€ํ•œ๋‹ค: n=150,300,600,1200 ์—์„œ 2.5\times,3.9\times,5.4\times,9.9\times.


๋ฐ์ดํ„ฐ ๊ทœ๋ชจ ์Šค์œ•(Fig. 3) โ€” ํŒจ๋„ a๊ฐ€ ์ฝ์–ด์•ผ ํ•  ์–‘์ด๋‹ค. ๋ฐ์ดํ„ฐ๊ฐ€ ๋Š˜๋ฉด ํ•™์Šตํ•œ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์˜ ์„ฑ๋Šฅ๋งŒ ์ข‹์•„์ง€๊ณ  ๋™๋“ฑํ•œ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์€ ์ œ์ž๋ฆฌ๋‹ค. ํŒจ๋„ b(collapse ratio)๋Š” ๋‘ ๊ณก์„ ์˜ ๋ชซ์ด๋ฏ€๋กœ โ€œ๋ถˆ์ผ์น˜๊ฐ€ ์ปค์ง€๋Š” ๊ฒƒโ€์ด ์•„๋‹ˆ๋ผ โ€œ๊ณ ์ •๋œ ๋ถˆ์ผ์น˜์˜ ๋น„์šฉ์ด ์ปค์ง€๋Š” ๊ฒƒโ€ ์œผ๋กœ ์ฝ์–ด์•ผ ํ•œ๋‹ค.

์ €์ž๋“ค์ด ์ด ์ˆซ์ž๋ฅผ ์Šค์Šค๋กœ ๊นŽ์•„๋‚ด๋ฆฌ๋Š” ๋Œ€๋ชฉ์ด ์ค‘์š”ํ•˜๋‹ค. ๋น„์œจ๋งŒ ๋ณด๋ฉด ๊ณผ์žฅ์ด ๋œ๋‹ค. cross-encoding ์ฝ”์‚ฌ์ธ์€ ๊ฐ™์€ ์Šค์œ•์—์„œ ํ‰ํ‰ํ•˜๋‹ค: 0.357, 0.337, 0.374, 0.370. ๋ฐ์ดํ„ฐ๊ฐ€ ๋งŽ์•„์ง„๋‹ค๊ณ  ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๊ฐ€ ์ž๊ธฐ ์ž์‹ ๊ณผ ๋” ๋ถˆ์ผ์น˜ํ•˜์ง€๋Š” ์•Š๋Š”๋‹ค. ๋‹ค๋งŒ canonical ๋ชจ๋ธ์€ ๋‚ ์นด๋กœ์›Œ์ง€๊ณ  held-out ๋ชจ๋ธ์€ ๊ทธ๋Œ€๋กœ๋ผ, ๊ฐ™์€ ๋ถˆ์ผ์น˜๊ฐ€ ๋” ๋น„์‹ธ์งˆ ๋ฟ์ด๋‹ค. ๊ทธ๋ž˜์„œ ์Šค์œ•์ด ์ง€์ง€ํ•˜๋Š” ์ฃผ์žฅ์€ ๋” ์•ฝํ•˜๊ณ  ๋” ์œ ์šฉํ•œ ์ชฝ โ€” ๊ฒฐํ•จ์€ ๊ทœ๋ชจ์— ์˜ํ•ด ์ฆํญ๋˜๋Š” ๊ฒŒ ์•„๋‹ˆ๋ผ ๊ทœ๋ชจ์— ๋ถˆ๋ณ€์ด๋‹ค. n=1200 ์—์„œ ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๋Š” ๋ณธ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์—์„œ 8๋ฐฐ ์ข‹์•„์ง€๊ณ  ๋ชป ๋ณธ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์—์„œ๋Š” ์ „ํ˜€ ์•ˆ ์ข‹์•„์ง„๋‹ค.

์ตœ์ ํ™”ยท์šฉ๋Ÿ‰ ์ถ•๋„ ๊ฐ™์€ ํŒจํ„ด์ด๋‹ค(Table 5).

์ถ• ๋ณ€ํ™” 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

๋‹ค๋งŒ ์ €์ž๋“ค์€ ์—ฌ๊ธฐ์—๋„ ๋‹จ์„œ๋ฅผ ๋‹จ๋‹ค: ๋” ํฌ๊ณ  ๋” ์˜ค๋ž˜ ํ•™์Šตํ•œ teacher๋Š” ์ž๊ธฐ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์—์„œ๋„ ๋” ๋‚˜์˜๋ฏ€๋กœ ๋‘˜ ๋‹ค ๋ถ€๋ถ„์ ์œผ๋กœ 1200๊ฐœ ์˜ˆ์ œ์— ๊ณผ์ ํ•ฉํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๋ฐฉ์–ด ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์ ˆ๋ฐ˜์€ ์ฝ”์‚ฌ์ธ ๋น„๊ต๋ฟ์ด๋ฉฐ, ๊นจ๋—ํ•œ ์šฉ๋Ÿ‰ ์ฃผ์žฅ์—๋Š” canonical ์ •ํ™•๋„๋ฅผ ๋งž์ถ˜ ๋น„๊ต๊ฐ€ ํ•„์š”ํ•œ๋ฐ ๊ทธ๊ฑด ์—†๋‹ค๊ณ  ๋ช…์‹œํ•œ๋‹ค. ๊ทธ๋ž˜์„œ โ€œ์šฉ๋Ÿ‰ ์—ด์€ ๋…๋ฆฝ์  ์ฆ๊ฑฐ๋กœ ์ฝ์ง€ ์•Š๋Š”๋‹คโ€ ๊ณ  ์ ๋Š”๋‹ค.

I(Y;G\mid Z) ๋ฅผ ์ง์ ‘ ์ฐ์–ด๋ณด๊ธฐ


\lambda ์— ๋”ฐ๋ฅธ orbit-constancy ๋น„์šฉ(Fig. 4) โ€” \lambda=0 ๋Œ€๋น„, ์Œ์ˆ˜๊ฐ€ ์ข‹๋‹ค. ์™ผ์ชฝ: n ์ด ์ปค์ง€๋ฉด ์ด๋“์ด ์ค„๋‹ค๊ฐ€ ๊ฒฐ๊ตญ ๋ถ€ํ˜ธ๊ฐ€ ๋’ค์ง‘ํžŒ๋‹ค. ์˜ค๋ฅธ์ชฝ: ์ตœ์ ํ™”๋ฅผ ๋” ํ•˜๋ฉด ๊ฐ™์€ ์ผ์ด ๋” ์ผ์ฐ ์ผ์–ด๋‚œ๋‹ค.

n=150 ์—์„œ ๊ฐ•ํ•œ ํŽ˜๋„ํ‹ฐ(\lambda=256)๋Š” rank โˆ’6.59 ๋งŒํผ ์ด๋“์ด๊ณ , n=1200 ์—์„œ๋Š” +0.38 ๋งŒํผ ์†ํ•ด๋‹ค. ๋ถ€ํ˜ธ๊ฐ€ n ๊ณผ ํ•จ๊ป˜ ๋’ค์ง‘ํžˆ๋Š”๋ฐ, ์ด๊ฒŒ ์‹ (1)์˜ ์šฐ๋ณ€์ด ์˜ˆ์ธกํ•˜๋Š” ๋ฐ”๋‹ค. ๊ต์ฐจ์  ์•„๋ž˜์—์„œ orbit-constancy๋Š” ๊ณต์งœ ์ •๊ทœํ™”์ด๊ณ , ์œ„์—์„œ๋Š” ์‹ค์ œ ๋น„์šฉ์ด๋‹ค. ๋…ผ๋ฌธ์ด ๊ถŒํ•˜๋Š” ์šด์šฉ์  \lambda\in[4,16] ์€ ๊ต์ฐจ์  ์•„๋ž˜์— ์žˆ๋‹ค.

5.3 โ€” ์™œ ์ด ์ถ•์ด ์–ด๋ ค์šด ๊ฒฝ์šฐ์ธ๊ฐ€

์žฌํ‘œ๊ธฐ๊ฐ€ ๋น„์šฉ์„ ๋ฐœ์ƒ์‹œํ‚ค๋Š”์ง€๋Š” ๋ณ€ํ™˜์ด ์•„๋‹ˆ๋ผ ํ‘œํ˜„์ด ๊ฒฐ์ •ํ•œ๋‹ค. ๋ถ€๋ก D.6์˜ ๋„ค ์ˆ˜์น˜ ์ถ•์ด ํ†ต์ œ๊ตฐ ์—ญํ• ์„ ํ•œ๋‹ค.

์ถ• ๊ณ„์—ด Teacher dispersion ๊ฐ์†Œ ์ธ์ฆ์„œ
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

์•ž์˜ ๋‘ ์ถ•์—์„œ ์ดํƒˆ์ด ์‚ฌ์‹ค์ƒ 0์ธ ์ด์œ ๋Š” ๋ชจ๋ธ์ด ๊ฐ•๊ฑดํ•ด์„œ๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋‹ค. Kepler featurization์ด ๊ฐ๋„๋ฅผ (\sin M,\cos M) ์œผ๋กœ ์ธ์ฝ”๋”ฉํ•˜๋ฏ€๋กœ M ๊ณผ M+2\pi k ๋Š” ๋ฌธ์ž ๊ทธ๋Œ€๋กœ ๊ฐ™์€ ์ž…๋ ฅ์ด๊ณ , Lorenz ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๋Š” ์ ˆ๋Œ€ ์‹œ๊ฐ์„ ๋ฐ›์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค. ๋ณ€ํ™˜์ด ์• ์ดˆ์— ๋ชจ๋ธ์— ๋„๋‹ฌํ•˜์ง€ ๋ชปํ•œ๋‹ค.

๋ถ€๋ก H.2์˜ ๋ถ„์ž๋™์—ญํ•™ ์ ˆ์ œ๊ฐ€ ๋ณ€์ˆ˜๋ฅผ ๊ณ ๋ฆฝ์‹œ์ผœ ๊ฐ™์€ ์ ์„ ์ฐ๋Š”๋‹ค: ๊ฐ™์€ ์‹œ์Šคํ…œยท๊ฐ™์€ ๋ฐ์ดํ„ฐยท๊ฐ™์€ ๊ธฐ์ค€์—์„œ, ๋ถˆ๋ณ€ ์ธ์ฝ”๋”๋ฅผ raw ์ขŒํ‘œ๋กœ ๋ฐ”๊พธ๋Š” ๊ฒƒ๋งŒ์œผ๋กœ ํŒ์ •์ด make์—์„œ break๋กœ ๋’ค์ง‘ํžŒ๋‹ค.

์ด๊ฒŒ ์‹ (1)์˜ architectural ํ•ญ L(\mathcal{F})-L(\mathcal{F}_{\mathrm{inv}}) ๋ฅผ ๋ˆˆ์— ๋ณด์ด๊ฒŒ ๋งŒ๋“  ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ๊ฒฉ์ฐจ๋Š” ํ‘œํ˜„์ด ๊ทธ ๊ตฌ๋ณ„์„ ์ด๋ฏธ ํ•ด์†Œํ•˜์ง€ ๋ชปํ–ˆ์„ ๋•Œ ์ •ํ™•ํžˆ ๊ทธ๋•Œ ์กด์žฌํ•œ๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์ ˆ๋Œ€/์ƒ๋Œ€ ์•ก์…˜ ์ธ์ฝ”๋”ฉ์ด ํ˜ธ๊ธฐ์‹ฌ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ ์–ด๋ ค์šด ๊ฒฝ์šฐ์ธ ์ด์œ ์ด๊ธฐ๋„ ํ•˜๋‹ค โ€” ์นด๋ฉ”๋ผ ๊ฐ๋„๋‚˜ ์‹œ๊ฐ„ ์›์ ์ด๋ผ๋ฉด nuisance๋ฅผ featurizeํ•ด ์—†์•จ ์ˆ˜ ์žˆ๊ณ , ๊ทธ๋ž˜์•ผ ํ•œ๋‹ค. ์—ฌ๊ธฐ์„œ๋Š” ๋‘ ํŒŒ๋ผ๋ฏธํ„ฐํ™”๊ฐ€ ๋ชจ๋‘ ์ž์—ฐ์Šค๋Ÿฝ๊ณ  ์–ด๋А ์ชฝ๋„ ์ •์ค€์ ์ด์ง€ ์•Š์œผ๋ฉฐ, ์•ก์…˜ ์œˆ๋„์šฐ๋ฅผ ์ˆซ์ž ๋ฒกํ„ฐ๋กœ ๋ฐ›๋Š” ์˜ˆ์ธก๊ธฐ๋Š” ์–ด๋–ค ๊ด€๋ก€๊ฐ€ ๊ทธ ์ˆซ์ž๋ฅผ ๋งŒ๋“ค์—ˆ๋Š”์ง€ ์•Œ ๋ฐฉ๋ฒ•์ด ์—†๋‹ค. ์†์„ ๋ป—์„ featurization์ด ์—†๊ณ , ๋‚จ๋Š” ๊ฑด ๊ฒฉ์ฐจ๋ฅผ ์žฌ๊ณ  ํ•™์Šต์œผ๋กœ ์ง€์šฐ๋Š” ๊ฒƒ๋ฟ์ด๋‹ค.

๋น„ํŒ์ ์œผ๋กœ ๋ณด๋ฉด

๊ฐ•์ 

  • ๊ฐ€์žฅ ํฐ ๊ฐ•์ ์€ โ€œ๋ฌด์—‡์„ ์ธก์ •ํ•˜๊ณ  ์žˆ๋Š”์ง€โ€์— ๋Œ€ํ•œ ์ž๊ธฐ ๊ฒ€์—ด์ด๋‹ค. ์ œ์•ˆํ•œ ๋„ค ์ถ• ์ค‘ ์…‹์„ ์ž๊ธฐ ํ…Œ์ŠคํŠธ๋กœ ๊ธฐ๊ฐํ•˜๊ณ  ๊ทธ ์‚ฌ์‹ค์„ ๋…ผ๋ฌธ์˜ ์ค‘์‹ฌ ๋…ผ์ฆ์œผ๋กœ ์“ด๋‹ค. ๋Œ€๋ถ€๋ถ„์˜ ๋…ผ๋ฌธ์€ ์‹คํŒจํ•œ ์ถ•์„ ์กฐ์šฉํžˆ ์ง€์šด๋‹ค.
  • ๋ถˆ๋ฆฌํ•œ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋จผ์ € ๋งํ•œ๋‹ค. โ€œํŽ˜๋„ํ‹ฐ๋Š” ํ‰๊ท  ํƒœ์Šคํฌ ์„ฑ๋Šฅ์„ ๊ฐœ์„ ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹คโ€, โ€œ์šฉ๋Ÿ‰ ์—ด์€ ๋…๋ฆฝ ์ฆ๊ฑฐ๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋‹คโ€, โ€œcollapse ratio๋Š” ๋ถˆ์ผ์น˜ ์ฆ๊ฐ€๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ ๋น„์šฉ ์ฆ๊ฐ€๋‹คโ€, โ€œpooled ํ•™์Šต์ด ์ •ํ™•๋„๋ฅผ ๋˜๋Œ๋ฆฐ ๊ฑด ์šฐ๋ฆฌ ๊ณต์ด ์•„๋‹ˆ๋‹คโ€๊นŒ์ง€ ์ „๋ถ€ ๋ณธ๋ฌธ์— ์ ํ˜€ ์žˆ๋‹ค. ์ด ์ •์ง์„ฑ ๋•์— ๋‚จ์€ ์ฃผ์žฅ(๊ผฌ๋ฆฌยท๋กค์•„์›ƒยทPushT)์˜ ์‹ ๋ขฐ๋„๊ฐ€ ์˜ฌ๋ผ๊ฐ„๋‹ค.
  • โ€œ์ •๋ณด ์†์‹ค ์—†์Œโ€์„ ์ธ์ฆํ•ด covariate shift ๋…ผ์Ÿ์„ ์ฐจ๋‹จํ•œ ์„ค๊ณ„๊ฐ€ ๊น”๋”ํ•˜๋‹ค. R^2=0.996(๊ฒฐํ•ฉ) vs 0.757(์•ก์…˜ ๋‹จ๋…)์˜ ๋Œ€๋น„๋Š” ๊ทธ ์ž์ฒด๋กœ ์‹ค๋ฌด์ž์—๊ฒŒ ์œ ์šฉํ•œ ๊ตํ›ˆ์ด๋‹ค โ€” ์ฑ„๋„์„ ๊ณ ๋ฆฝ์‹œ์ผœ ๊ฒ€์‚ฌํ•˜์ง€ ๋งˆ๋ผ.
  • ๋™๊ฒฐ ์ธ์ฝ”๋” ์„ ํƒ์ด ์ง„๋‹จ ๋„๊ตฌ๋กœ์„œ ๋…ผ๋ฆฌ์ ์œผ๋กœ ์ •๋‹นํ™”๋œ๋‹ค. ์ธก์ •๋œ ๊ฒŒ ๋ Œ๋”๋ง/augmentation ํšจ๊ณผ๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ ์ „์ด ๋ฐ์ดํ„ฐ์˜ ์„ฑ์งˆ์ด๋ผ๋Š” ์ฃผ์žฅ์ด ์„ค๊ณ„์—์„œ ๋‚˜์˜จ๋‹ค.
  • ์ˆ˜๋ฆฌ๊ฐ€ ์‹ค๋ฌด์ ์œผ๋กœ ์‹ธ๋‹ค. orbit ์›์†Œ๊ฐ€ ๋‘ ๊ฐœ๋ฟ์ด๋ผ augmentation ํ•œ ์ค„ + ์ฝ”์‚ฌ์ธ ํŽ˜๋„ํ‹ฐ ํ•œ ์ค„์ด๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๋…ผ๋ฌธ์€ ์ด๊ฒŒ ์‹ผ ์ด์œ (orbit์ด ์œ ํ•œํ•˜๊ณ  ์ž‘์Œ)์™€ ์–ด๋””์„œ ๊ทธ๊ฒŒ ๋๋‚˜๋Š”์ง€(๋ถ€๋ก D.2: S_{100} ์€ \approx9.3\times10^{157} ํ•ญ, ์—ฐ์†๊ตฐ์€ Haar ์ธก๋„ ์ ๋ถ„์ด๋ผ ์œ ํ•œ ํ•ฉ์ด ์•„์˜ˆ ์•„๋‹˜)๋ฅผ ๋ช…์‹œํ•œ๋‹ค.
  • ์ˆ˜๋ฆฌ ์œ„์น˜(์†์‹ค vs ์ถœ๋ ฅ)์— ๋Œ€ํ•œ ์ด๋ก ์  ๊ตฌ๋ถ„์ด ์‹ค์ œ ์‹คํ—˜ ์ˆซ์ž(11.55 vs 5.25)์™€ ๋งž์•„๋–จ์–ด์ง„๋‹ค. ์ด๋ก ๊ณผ ์ธก์ •์ด ๊ฐ™์€ ๋ฐฉํ–ฅ์„ ๊ฐ€๋ฆฌํ‚ค๋Š” ํ”์น˜ ์•Š์€ ์‚ฌ๋ก€๋‹ค.

์•ฝ์ 

  • ์‹คํ—˜ ๊ทœ๋ชจ๊ฐ€ ๋งค์šฐ ์ž‘๋‹ค. n_{\mathrm{train}}=1200, n_{\mathrm{test}}=384, hidden 1024 ร— depth 2 MLP, 800 steps, seed 3๊ฐœ. ์ €์ž๋“ค๋„ โ€œ3 seeds is thinโ€์ด๋ผ๋ฉฐ ํฌ๊ธฐ๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ ๋ฐฉํ–ฅ์„ ๋ณด๊ณ ํ•œ๋‹ค๊ณ  ์ ์ง€๋งŒ, โ€œ์•ก์…˜ ํ‘œ๊ธฐ๊ฐ€ world model์„ ๋ง๊ฐ€๋œจ๋ฆฐ๋‹คโ€๋Š” ์ผ๋ฐ˜ ์ฃผ์žฅ์„ ์ด ๊ทœ๋ชจ๋กœ ์ง€ํƒฑํ•˜๋ ค๋ฉด ๋…์ž ์ชฝ์—์„œ ์ƒ๋‹นํ•œ ์™ธ์‚ฝ์ด ํ•„์š”ํ•˜๋‹ค.
  • evaluated model์ด world model์ด๋ผ๊ธฐ์—” ์–‡๋‹ค. ๋™๊ฒฐ latent ์œ„์˜ 2์ธต MLP๋Š” DreamerยทTD-MPC2ยทV-JEPA 2 ๊ฐ™์€ ์‹ค์ œ ์‹œ์Šคํ…œ๊ณผ ์šฉ๋Ÿ‰ยทํ•™์Šต ๋ฐฉ์‹์ด ํฌ๊ฒŒ ๋‹ค๋ฅด๋‹ค. ๋…ผ๋ฌธ์€ ๋ณต์› ํ•ญ์ด ์žˆ์œผ๋ฉด ๊ฒฐํ•จ์ด โ€œ๋ถ€๋ถ„์ ์œผ๋กœ ๊ฐ€๋ ค์ง„๋‹คโ€๊ณ  ์ฃผ์žฅํ•˜์ง€๋งŒ, ๊ฐ€๋ ค์ง์˜ ์ •๋„๋Š” ์ธก์ •๋˜์ง€ ์•Š์•˜๋‹ค. โ€œ์‹ค์ œ ๋ฐฐํฌ๋˜๋Š” world model์—์„œ๋„ ์ด๋งŒํผ์ธ๊ฐ€โ€๋Š” ์—ด๋ฆฐ ์งˆ๋ฌธ์ด๋‹ค.
  • ํ‰๊ฐ€๊ฐ€ ์ „๋ถ€ ์˜คํ”„๋ผ์ธ์ด๋‹ค. ์ €์ž๋“ค ์Šค์Šค๋กœ ํ•œ๊ณ„๋กœ ์ ๋Š”๋‹ค โ€” ์•ก์…˜ ์„ ํƒ์€ ์ œ์–ด์˜ ๋Œ€๋ฆฌ์ง€ํ‘œ์ด๊ณ , ๋กค์•„์›ƒ๋„ latent ์•ˆ์—์„œ๋งŒ ๋‹ซํžŒ๋‹ค. โ€œ์ œ์–ด ์‹คํŒจโ€๋ผ๋Š” ๊ฐ•ํ•œ ํ‘œํ˜„์ด ์‹ค์ œ ํ๋ฃจํ”„ ์ œ์–ด ์‹คํŒจ๋กœ ํ™•์ธ๋˜์ง€๋Š” ์•Š์•˜๋‹ค.
  • ์ ๊ฒฉ์„ฑ probe๊ฐ€ ์„ ํ˜• ridge regression์ด๋‹ค. ๊ทธ๋ž˜์„œ ์„ ํ˜• ์žฌ๋ผ๋ฒจ๋ง์„ ์ž๋™์œผ๋กœ ์ธ์ฆํ•˜๊ณ (์—ฌ๊ธฐ์„œ a_{\mathrm{rel}}=a_{\mathrm{abs}}-s_t ๋Š” ์ •ํ™•ํžˆ ์„ ํ˜•์ด๋‹ค), ๋น„์„ ํ˜• ์ „๋‹จ์‚ฌ๋Š” ๊ธฐ๊ฐํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๋…ผ๋ฌธ์˜ ์ธ์ฆ์„œ๊ฐ€ ์ปค๋ฒ„ํ•˜๋Š” ๋ฒ”์œ„๊ฐ€ ์ƒ๊ฐ๋ณด๋‹ค ์ข๋‹ค๋Š” ๋œป์ด๋‹ค.
  • ํ•ต์‹ฌ metric์ธ retrieval rank์˜ ์•ˆ์ •์„ฑ์— ๋‹จ์„œ๊ฐ€ ๋ถ™์–ด ์žˆ๋‹ค. ์žฌํ˜„์„ฑ ์ง„์ˆ ์— โ€œrank๋Š” ๋ถ€๋™์†Œ์ˆ˜์  ์ˆœ์„œ ๋•Œ๋ฌธ์— CPU/GPU ๊ฐ„ 2~4% ๋‹ฌ๋ผ์ง€๋ฉฐ dispersion ์ธก์ •์น˜๋Š” ์†Œ์ˆ˜ ์…‹์งธ ์ž๋ฆฌ๊นŒ์ง€ ์ผ์น˜ํ•œ๋‹คโ€ ๊ณ  ์ ํ˜€ ์žˆ๋‹ค. ๊ทธ๋ž˜์„œ ๋…ผ๋ฌธ์˜ rank ๊ธฐ๋ฐ˜ ์ˆ˜์น˜(ํŠนํžˆ collapse ratio)๋Š” dispersion ์ˆ˜์น˜๋ณด๋‹ค ๋œ ๋‹จ๋‹จํ•˜๋‹ค. ๋‹คํ–‰ํžˆ ๋…ผ๋ฌธ์˜ ๊ฒฐ๋ก ์€ ๋Œ€๋ถ€๋ถ„ ์ฝ”์‚ฌ์ธ(=dispersion) ์ชฝ์— ๊ฑธ๋ ค ์žˆ๋‹ค.
  • PushT๊ฐ€ ๋ถˆํŽธํ•œ ๋ฐ์ดํ„ฐ์ ์ด๋‹ค. ์ˆ˜๋ฆฌ๊ฐ€ ์ถ•์„ ๋ชป ๊ณ ์น˜๊ณ (\lambda=0 ์ตœ์•… -0.348), ํŽ˜๋„ํ‹ฐ๋ฅผ ๋„ฃ์–ด๋„ ์™„์ „ํžˆ ๋ชป ๋‹ซ์œผ๋ฉฐ, canonical ์„ฑ๋Šฅ์„ ์ง€๋ถˆํ•œ๋‹ค. ๋ถ€๋ก H.1์—๋Š” ๋” ๊ณค๋ž€ํ•œ ์‚ฌ์‹ค๋„ ์žˆ๋‹ค โ€” PushT์—์„œ๋Š” ์•ก์…˜์„ ์ถ”๊ฐ€ํ•˜๋Š” ๊ฒƒ ์ž์ฒด๊ฐ€ ๊ฒ€์ƒ‰ rank๋ฅผ ์•…ํ™”์‹œํ‚จ๋‹ค(179.9\to349.9)๊ณ  ๋ณด๊ณ ๋˜์–ด, ์•ก์…˜ ํ‘œํ˜„์ด ์ธ์ฝ”๋”์˜ latent ๊ธฐํ•˜์™€ ํ˜ธํ™˜๋˜์ง€ ์•Š๋Š” break ํŒ์ •์„ ๋ฐ›๋Š”๋‹ค. ๊ทธ๋ ‡๋‹ค๋ฉด PushT์˜ ๊ทน์ ์ธ ์ง๊ต์„ฑ ์ˆ˜์น˜(\cos=0.067)๊ฐ€ โ€œ์•ก์…˜ ํ‘œ๊ธฐ ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ ๊ฒฐํ•จโ€์ธ์ง€ โ€œ์• ์ดˆ์— ์•ก์…˜ ์กฐ๊ฑด๋ถ€์—ฌ๊ฐ€ ์ž‘๋™ํ•˜์ง€ ์•Š๋Š” ์„ค์ •โ€์ธ์ง€ ๊ตฌ๋ถ„ํ•˜๊ธฐ ์–ด๋ ต๋‹ค. ๋…ผ๋ฌธ์€ teacher๊ฐ€ ์•ฝํ•˜๋‹ค๋Š” ์ ์€ ์ธ์ •ํ•˜์ง€๋งŒ ์ด ๋‘ ํ•ด์„์„ ๋ช…์‹œ์ ์œผ๋กœ ๋ถ„๋ฆฌํ•˜์ง€๋Š” ์•Š๋Š”๋‹ค.
  • ์ฝ”๋“œ๊ฐ€ ์ด๋ฆ„๋งŒ ์žˆ๊ณ  ๋งํฌ๊ฐ€ ์—†๋‹ค. โ€œMezzanine์„ ๋ฆด๋ฆฌ์Šคํ•œ๋‹คโ€, โ€œ๋ชจ๋“  ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ€ ๋™๋ฐ˜ ์ €์žฅ์†Œ์—์„œ ์žฌ์ƒ์„ฑ๋œ๋‹คโ€๊ณ  ์“ฐ์—ฌ ์žˆ๋Š”๋ฐ v1์— URL์ด ์—†๋‹ค. ์žฌํ˜„์„ฑ ์ง„์ˆ ์ด ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ์ˆ˜๋ก(์บ์‹œ fingerprint, results.json, ์‹คํ–‰ ๋””๋ ‰ํ„ฐ๋ฆฌ ๋ชฉ๋ก) ๋งํฌ ๋ถ€์žฌ๊ฐ€ ๋” ๋ˆˆ์— ๋ˆ๋‹ค. ์ด ๋ฆฌ๋ทฐ์— ์ฝ”๋“œ ๊ฒ€์ฆ์„ ๋ถ™์ด์ง€ ๋ชปํ•œ ์ง์ ‘์  ์›์ธ์ด๋‹ค.
  • โ€œrepair๊ฐ€ ์‰ฌ์šด ๋ถ€๋ถ„โ€์ด๋ผ๋Š” ํ”„๋ ˆ์ด๋ฐ์€ ๋งž์ง€๋งŒ, ๊ทธ ๋Œ€๊ฐ€๋กœ ๋…ผ๋ฌธ์˜ ์‹ค์šฉ์  ๊ธฐ์—ฌ๊ฐ€ ์–‡์•„์ง„๋‹ค. ์‹ค๋ฌด์ž ์ž…์žฅ์—์„œ ์–ป๋Š” ์ฒ˜๋ฐฉ์€ ๊ฒฐ๊ตญ โ€œ๋‘ ํ‘œ๊ธฐ๋กœ augmentํ•˜๊ณ  ์ฝ”์‚ฌ์ธ ์ผ์น˜ ํŽ˜๋„ํ‹ฐ๋ฅผ ๊ฑธ์–ด๋ผโ€์ด๊ณ , ์ด๊ฑด ์ถ•์„ ์•Œ๊ณ  ๋‚˜๋ฉด ๋ˆ„๊ตฌ๋‚˜ ์ฒซ ๋ฒˆ์งธ๋กœ ์‹œ๋„ํ•  ๋ฐฉ๋ฒ•์ด๋‹ค(๋…ผ๋ฌธ๋„ \lambda=0 ์„ โ€œany practitioner would reach forโ€๋ผ ๋ถ€๋ฅธ๋‹ค). ์ง„์งœ ๊ธฐ์—ฌ๋Š” ยง3์˜ ์ธ์ฆ ์ ˆ์ฐจ์ธ๋ฐ, ๊ทธ ์ ˆ์ฐจ๋ฅผ ์ž๋™ํ™”ํ•˜๋Š” ๋ถ€๋ถ„์€ ๋ฏธ๋ž˜ ์ž‘์—…์œผ๋กœ ๋‚จ๊ฒจ์ ธ ์žˆ๋‹ค(โ€œProposing transformations automatically โ€ฆ is the obvious thing to build nextโ€).

ํŒ๋‹จ

์ง„๋‹จ ํ”„๋ ˆ์ž„์›Œํฌ๋กœ์„œ๋Š” ์ข‹๊ณ , ์‹ค์ฆ ๊ทœ๋ชจ๋กœ์„œ๋Š” ์•ฝํ•˜๋‹ค. ์ด ๋…ผ๋ฌธ์—์„œ ๊ฐ€์ ธ๊ฐˆ ๊ฒƒ์€ ์ˆซ์ž๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋ผ ์งˆ๋ฌธ์˜ ์ˆœ์„œ๋‹ค โ€” โ€œ๋ถˆ๋ณ€์ธ๊ฐ€?โ€๋ฅผ ์žฌ๊ธฐ ์ „์— โ€œ์ด ๋ณ€ํ™˜์— ๋Œ€ํ•ด ๋ถˆ๋ณ€์„ ์š”๊ตฌํ•  ์ž๊ฒฉ์ด ์žˆ๋Š”๊ฐ€?โ€๋ฅผ ๋จผ์ € ๋ฌผ์–ด์•ผ ํ•˜๊ณ , ๊ทธ ๋‹ต์ด parity gap์ด๋ผ๋Š” ์ •๋Ÿ‰์œผ๋กœ ๋‚˜์˜จ๋‹ค๋Š” ๊ฒƒ. ์•ก์…˜ ํ‘œ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ”๊ฟ” ๋„ฃ์–ด๋ณด๋Š” ๊ฐ์‚ฌ ์ ˆ์ฐจ ์ž์ฒด๋Š” ์˜ค๋Š˜ ๋‹น์žฅ ์•„๋ฌด ๋กœ๋ด‡ world model์—๋‚˜ ์ ์šฉํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๊ณ , ๋น„์šฉ์ด ๊ฑฐ์˜ 0์ด๋‹ค. ๊ทธ๊ฒŒ ์ด ๋…ผ๋ฌธ์˜ ์‹ค์งˆ์  ๊ฐ€์น˜๋ผ๊ณ  ๋ณธ๋‹ค.

๊ด€๋ จ ์—ฐ๊ตฌ

  • ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ์„ ๊ฐ€์„ค ํด๋ž˜์Šค์— ๋‚ด์žฅํ•˜๊ธฐ โ€” group equivariant CNN(Cohen & Welling 2016), E(n) equivariant GNN(Satorras et al. 2021). ๋…ผ๋ฌธ์€ ์ด๊ฒƒ์„ ์‹ (1)์˜ ์™ผ์ชฝ(architectural) ํ•ญ์œผ๋กœ ์œ„์น˜์‹œํ‚ค๊ณ , ์ ์šฉ ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ๊ณณ์—์„œ๋Š” ์ด์ชฝ์ด ๋‚ซ๋‹ค๊ณ  ์ธ์ •ํ•œ๋‹ค(๊ฐ€๊ฒฉ์ด 0์ด๋ฏ€๋กœ). ๋…ผ๋ฌธ์˜ ๊ด€์‹ฌ์€ ๊ทธ๊ฒŒ ์ปค๋ฒ„ํ•˜์ง€ ๋ชปํ•˜๋Š” ์˜์—ญ์ด๋‹ค.
  • ํ™˜๊ฒฝ์œผ๋กœ๋ถ€ํ„ฐ ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ์„ ์ถ”๋ก ํ•˜๊ธฐ โ€” IRM(Arjovsky et al. 2019), ์ธ๊ณผ ๋ถˆ๋ณ€ ์˜ˆ์ธก(Peters et al. 2016). ์ด์ชฝ์€ ํ™˜๊ฒฝ ๋ถ„ํ• ์„ ๊ฑด๋„ค๋ฐ›์•„ ๊ทธ ์œ„์—์„œ ์•ˆ์ •์ ์ธ ํ‘œํ˜„์„ ์ฐพ๋Š”๋‹ค. ์ด ๋…ผ๋ฌธ์€ ํ›„๋ณด ๋ณ€ํ™˜์„ ๊ฑด๋„ค๋ฐ›์•„ ๊ทธ์— ๋Œ€ํ•œ ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ ๊ฐ•์ œ๊ฐ€ ์‚ฌ์˜์ธ์ง€ ๋ญ‰๊ฐœ๊ธฐ์ธ์ง€ ํŒ์ •ํ•œ๋‹ค. ์ €์ž๋“ค์˜ ๋Œ€๋น„๊ฐ€ ๊น”๋”ํ•˜๋‹ค: โ€œํ™˜๊ฒฝ์€ ์ด๋ฆ„์„ ๋Œ€์ง€ ์•Š์€ ์ฑ„ ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ์ด ์กด์žฌํ•œ๋‹ค๊ณ  ๋งํ•˜๊ณ , ์ธ์ฆ์€ ์ด๋ฆ„ ๋ถ™์€ ๊ตฐ์ด ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ์ธ์ง€๋ฅผ ๋งํ•œ๋‹ค.โ€ ์„œ๋กœ๋ฅผ ํฌ์„ญํ•˜์ง€ ์•Š๋Š” ๋ณด์™„ ๊ด€๊ณ„.
  • Augmentation์˜ ์ด๋ก  โ€” Chen et al. 2020(๊ตฐ๋ก ์  augmentation ํ”„๋ ˆ์ž„์›Œํฌ)์€ augmentation์„ nuisance ๊ตฐ์— ๋Œ€ํ•œ ๊ทผ์‚ฌ ์ฃผ๋ณ€ํ™”๋กœ ์ฝ๊ณ , ์‹ (1)์ด ๊ทธ ๊ฐ€๊ฒฉ์„ ๋งค๊ธด๋‹ค. ๋“ฑ๋ณ€ ๋ชจ๋ธ์˜ ์ผ๋ฐ˜ํ™” ์ด๋“์€ Elesedy & Zaidi 2021๋กœ ํ™•๋ฆฝ๋˜์–ด ์žˆ๋‹ค.
  • Latent world model ๊ณ„์—ด โ€” I-JEPA(Assran et al. 2023), V-JEPA 2(2025), LeCun 2022. ๋…ผ๋ฌธ์€ ์ด ๊ณ„์—ด์ด ๋ณดํ†ต ํ‘œํ˜„ ๊ณต๊ฐ„ ์ง€ํ‘œ + ์•ก์…˜ ์ฑ„๋„ ์ ˆ์ œ๋กœ ํ‰๊ฐ€๋œ๋‹ค๊ณ  ์ง€์ ํ•˜๊ณ , ์ž๊ธฐ ์ฃผ์žฅ์ด โ€œ๋” ์ข‹์€ ์˜ˆ์ธกโ€์ด ์•„๋‹ˆ๋ผ โ€œ์˜ˆ์ธก์ด ๋‘ ๋™๋“ฑํ•œ ํ‘œ๊ธฐ ์ค‘ ๋ฌด์—‡์„ ๊ฑด๋„ธ๋Š”์ง€์— ์˜์กดํ•ด์„œ๋Š” ์•ˆ ๋œ๋‹คโ€ ์ž„์„ ๋ถ„๋ช…ํžˆ ํ•œ๋‹ค. RL ๊ธฐ๋ฐ˜ world model(Dreamer, TD-MPC2)๊ณผ์˜ ๋น„๊ต๋Š” ์ง๊ตํ•˜๋Š” ์ถ•์ด๋ผ๊ณ  ์„ ์„ ๊ธ‹๋Š”๋‹ค.
  • ๋ฐ์ดํ„ฐยทํ™˜๊ฒฝ โ€” ALOHA(Zhao et al. 2023), PushT/Diffusion Policy(Chi et al. 2023), ๋ชจ๋‘ LeRobot(Cadene et al. 2024)์„ ํ†ตํ•ด ์‚ฌ์šฉ.

์ด ๋ธ”๋กœ๊ทธ์˜ ๊ด€๋ จ ๋ฆฌ๋ทฐ: NewtWM ยท SWM ยท VTWM.

์š”์•ฝ

  • ๋กœ๋ด‡ ์•ก์…˜์„ ์ ˆ๋Œ€ ๊ด€์ ˆ ๋ชฉํ‘œ๋กœ ์“ฐ๋А๋ƒ ์ƒํƒœ ๋Œ€๋น„ ๋ธํƒ€๋กœ ์“ฐ๋А๋ƒ๋Š” ์ปจํŠธ๋กค๋Ÿฌ ์‚ฌ์ •์œผ๋กœ ์ •ํ•ด์ง€๋Š” ํ‘œ๊ธฐ ๋ฌธ์ œ์ธ๋ฐ, ์•ก์…˜ ์กฐ๊ฑด๋ถ€ world model์€ ์ด๋ฅผ ๋ง์—†์ด ๋ฌผ๋ ค๋ฐ›๊ณ  ํ‘œ๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ”๊พธ๋ฉด ๋ฌด๋„ˆ์ง„๋‹ค โ€” ๊ฒ€์ƒ‰ 2.6~13.4๋ฐฐ ๋ถ•๊ดด, ๋ชฉํ‘œ ์กฐ๊ฑด ์•ก์…˜ ์„ ํƒ 53.1%โ†’15.4%, PushT์—์„œ ๊ฑฐ์˜ ์ง๊ต.
  • ์ด๊ฒƒ์ด ๋‹จ์ˆœ ๋ถ„ํฌ ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ์•„๋‹Œ ์ด์œ ๋Š” ์ •๋ณด๊ฐ€ ํ•˜๋‚˜๋„ ์•ˆ ์ค„์—ˆ๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์ด๋‹ค(๊ฒฐํ•ฉ ์ž…๋ ฅ R^2=0.996). ๋…ผ๋ฌธ์€ ์ด๊ฑธ ์ฆ๋ช…ํ•˜๋Š” ํ…Œ์ŠคํŠธ๋ฅผ ์ œ์‹œํ•˜๊ณ , ๊ทธ ํ…Œ์ŠคํŠธ๋กœ ์ž๊ธฐ๊ฐ€ ์ œ์•ˆํ•œ ๋„ค ์ถ• ์ค‘ ์…‹์„ ๊ธฐ๊ฐํ•œ๋‹ค. ํ…Œ์ŠคํŠธ๋Š” ๋ฐ˜๋“œ์‹œ ๊ฒฐํ•ฉ ์ž…๋ ฅ์—์„œ ํ•ด์•ผ ํ•œ๋‹ค(์•ก์…˜ ๋‹จ๋…์€ R^2=0.757 ๋กœ ์˜คํŒ).
  • Theorem 2๊ฐ€ ๋ถˆ๋ณ€์„ฑ ๊ฐ•์ œ์˜ ๊ฐ€๊ฒฉ์„ parity gap \delta ๋กœ ์ •ํ™•ํžˆ ๋งค๊ธด๋‹ค. ๋ณต์›๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์€ ์ธ์ฆ์„œ์ด์ง€ ๊ฒŒ์ดํŠธ๊ฐ€ ์•„๋‹ˆ๋‹ค.
  • ์ˆ˜๋ฆฌ๋Š” ๋ชฉ์ ํ•จ์ˆ˜์˜ orbit ํ‰๊ท  + ๋ถˆ์ผ์น˜ ํŽ˜๋„ํ‹ฐ. ํ‰๊ท ์ด ์ถœ๋ ฅ์— ๋†“์ด๋ฉด ์•ˆ ๋˜๋Š” ์ด์œ ๋Š” ์˜ˆ์ธก์ด ๋ฐฉํ–ฅ๊ฐ’์ด๋ผ Jensen ๋ณด์žฅ์ด ๊นจ์ง€๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์ด๊ณ (Prop. 3, ๋ช…์‹œ์  ๋ฐ˜๋ก€), ์‹คํ—˜์ด ๊ทธ๋Œ€๋กœ ํ™•์ธํ•œ๋‹ค(orbit-mean student rank 11.55 vs 5.25).
  • ์ •์งํ•œ ๋ฐฐ๋ถ„: pooled ํ•™์Šต๋งŒ์œผ๋กœ ํ‰๊ท  ํƒœ์Šคํฌ๊ฐ€ ํšŒ๋ณต๋œ๋‹ค(rank 61.5โ†’5.98). ํŽ˜๋„ํ‹ฐ๊ฐ€ ์‚ฌ๋Š” ๊ฑด ๊ผฌ๋ฆฌ๋‹ค โ€” ์ตœ์•… ์ผ์น˜๋„ 0.779โ†’0.995, ๋กค์•„์›ƒ์—์„œ ์นจ์‹๋˜์ง€ ์•Š๊ณ  ๋ฒ„ํ‹ฐ๋Š” ์ตœ์•…๊ฐ’. ๋Œ€์‹  canonical ์ •ํ™•๋„ ์•ฝ 3์ .
  • ๊ฒฐํ•จ์€ ๋ฐ์ดํ„ฐ ๊ทœ๋ชจ์— ๋ถˆ๋ณ€์ด๋‹ค(์ฝ”์‚ฌ์ธ 0.357/0.337/0.374/0.370 ํ‰ํ‰). ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์ด ์ถ•์ด ์–ด๋ ค์šด ์ด์œ ๋Š” ๋‘ ํŒŒ๋ผ๋ฏธํ„ฐํ™” ๋ชจ๋‘ ์ž์—ฐ์Šค๋Ÿฝ๊ณ  ์–ด๋А ์ชฝ๋„ ์ •์ค€์ ์ด ์•„๋‹ˆ๋ผ์„œ featurize๋กœ ์—†์•จ ๋ฐฉ๋ฒ•์ด ์—†๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์ด๋‹ค.
  • ํ•œ๊ณ„๋Š” ์ €์ž๋“ค์ด ๋Œ€๋ถ€๋ถ„ ์Šค์Šค๋กœ ์ ๋Š”๋‹ค: ์ž‘์€ MLPยท3 seedยท์˜คํ”„๋ผ์ธ ํ‰๊ฐ€ยท์„ ํ˜• probe. ์—ฌ๊ธฐ์— ๋ฆฌ๋ทฐ์–ด๋กœ์„œ ๋ง๋ถ™์ด์ž๋ฉด ์ฝ”๋“œ ๋งํฌ ๋ถ€์žฌ์™€ PushT์˜ ํ•ด์„ ๋ชจํ˜ธ์„ฑ(์•ก์…˜ ์กฐ๊ฑด๋ถ€์—ฌ ์ž์ฒด๊ฐ€ break ํŒ์ •์„ ๋ฐ›์€ ์„ค์ •)์ด๋‹ค.

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