접촉 가우시안 기반 물리적 세계 모델

초록

ContactGaussian‑WM은 희소하고 접촉이 풍부한 비디오에서 물리 법칙을 직접 학습하는 차별화된 세계 모델이다. 시각적 외관과 충돌 기하를 하나의 구형 가우시안으로 통합하고, 닫힌 형태의 접촉 역학과 미분 가능한 충돌 탐지기를 결합해 물리 파라미터와 기하를 동시에 최적화한다. 실험 결과, 기존 데이터‑집중형 혹은 비미분 가능 모델을 넘어 복잡한 접촉 상황에서도 장기 예측 정확도와 로봇 제어 성능을 크게 향상시킨다.

상세 분석

본 논문은 물리‑그라운드 세계 모델을 학습하기 위한 두 가지 핵심 혁신을 제시한다. 첫째, 3D Gaussian Splatting(3DGS)을 기반으로 시각적 색상과 투명도(α, f)와 동시에 충돌 기하를 정의하는 구형 가우시안 프리미티브를 도입한다. 구형(등방성) 스케일을 강제함으로써 가우시안 간의 거리와 겹침을 해석적으로 계산할 수 있어, 기존 메쉬 기반 GJK·EPA와 달리 미분 가능한 충돌 탐지가 가능해진다. 둘째, 접촉 역학을 닫힌 형태의 보완성‑없는(Contact‑Complementarity‑Free) 모델