RDT-1B: a Diffusion Foundation Model for Bimanual Manipulation
TL;DR 精炼摘要
针对双臂操作机器人动作多模态与数据稀缺难题,本文提出了RDT-1B,一个开创性的扩散基础模型。该模型结合扩散模型有效处理动作多模态性,并设计了可扩展的Transformer架构处理异构输入。为解决数据稀缺,作者引入物理可解释的统一动作空间,促进跨机器人知识迁移,并在大规模数据集上预训练至12亿参数。真实机器人实验表明,RDT-1B显著优于现有方法,展现出对未见物体的零样本泛化、语言指令理解及少样本学习新技能等强大能力。
摘要
Bimanual manipulation is essential in robotics, yet developing foundation models is extremely challenging due to the inherent complexity of coordinating two robot arms (leading to multi-modal action distributions) and the scarcity of training data. In this paper, we present the Robotics Diffusion Transformer (RDT), a pioneering diffusion foundation model for bimanual manipulation. RDT builds on diffusion models to effectively represent multi-modality, with innovative designs of a scalable Transformer to deal with the heterogeneity of multi-modal inputs and to capture the nonlinearity and high frequency of robotic data. To address data scarcity, we further introduce a Physically Interpretable Unified Action Space, which can unify the action representations of various robots while preserving the physical meanings of original actions, facilitating learning transferrable physical knowledge. With these designs, we managed to pre-train RDT on the largest collection of multi-robot datasets to date and scaled it up to 1.2B parameters, which is the largest diffusion-based foundation model for robotic manipulation. We finally fine-tuned RDT on a self-created multi-task bimanual dataset with over 6K+ episodes to refine its manipulation capabilities. Experiments on real robots demonstrate that RDT significantly outperforms existing methods. It exhibits zero-shot generalization to unseen objects and scenes, understands and follows language instructions, learns new skills with just 1~5 demonstrations, and effectively handles complex, dexterous tasks. We refer to https://rdt-robotics.github.io/rdt-robotics/ for the code and videos.
思维导图
论文精读
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1. 论文基本信息 (Bibliographic Information)
- 标题 (Title): RDT-1B: a Diffusion Foundation Model for Bimanual Manipulation (RDT-1B:一个用于双臂操作的扩散基础模型)
- 作者 (Authors): Songming Liu, Lingxuan Wu, Bangguo Li, Hengkai Tan, Huayu Chen, Zhengyi Wang, Ke Xu, Hang Su, Jun Zhu. 作者均来自清华大学计算机科学与技术系、人工智能研究院等相关机构。
- 发表期刊/会议 (Journal/Conference): 本文目前发布在 arXiv 上,是一个预印本 (Preprint),尚未在同行评审的会议或期刊上正式发表。arXiv 是学术界广泛使用的预印本平台,通常用于快速分享最新的研究成果。
- 发表年份 (Publication Year): 2024
- 摘要 (Abstract): 论文摘要指出,双臂操作 (Bimanual manipulation) 在机器人学中至关重要,但为其开发基础模型 (Foundation models) 极具挑战性,主要因为协调双臂的复杂性导致了多模态的动作分布,且训练数据稀缺。为应对这些挑战,论文提出了机器人扩散变换器 (Robotics Diffusion Transformer, RDT),一个专为双臂操作设计的开创性扩散基础模型。RDT 利用扩散模型有效表征动作的多模态性,并创新地设计了一个可扩展的 Transformer 架构,以处理异构的多模态输入并捕捉机器人数据中的非线性与高频特性。为了解决数据稀缺问题,作者引入了物理可解释的统一动作空间 (Physically Interpretable Unified Action Space),该方法统一了不同机器人的动作表示,同时保留了原始动作的物理意义,促进了可迁移物理知识的学习。基于这些设计,作者在迄今为止最大规模的多机器人数据集上对 RDT 进行了预训练,并将其扩展至 12 亿参数,使其成为机器人操作领域最大的基于扩散的基础模型。最后,作者在一个自建的包含超过 6000 个回合的多任务双臂数据集上对 RDT 进行了微调。真实机器人实验表明,RDT 的性能显著优于现有方法,展现出对未见物体和场景的零样本泛化能力、理解并遵循语言指令、仅用 1~5 个示范就能学习新技能,并能有效处理复杂的灵巧任务。
- 原文链接 (Source Link):
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arXiv 链接: https://arxiv.org/abs/2410.07864
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发布状态: 预印本 (Preprint)
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2. 整体概括 (Executive Summary)
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研究背景与动机 (Background & Motivation - Why):
- 核心问题: 如何构建一个通用的、能够泛化到新场景和新任务的双臂机器人操作策略?
- 重要性与挑战: 双臂操作比单臂更接近人类行为,能完成更复杂的任务。然而,开发通用双臂策略面临两大核心挑战:
- 数据稀缺 (Data Scarcity): 双臂机器人硬件成本高昂,导致高质量的示教数据非常有限,这与训练大模型所需的海量数据形成根本矛盾。
- 架构局限 (Architectural Limitations): 双臂操作的动作空间加倍,导致完成同一任务的方式多种多样(例如,左右手可以互换角色,或以不同姿态协同),产生了多模态动作分布 (multi-modal action distributions)。现有的机器人模型(如直接回归或离散化动作的模型)难以有效捕捉这种复杂的分布,容易产生不协调或无效的“平均”动作。
- 切入点/创新思路: 受到自然语言处理和计算机视觉领域基础模型的启发,本文旨在通过“大规模预训练 + 特定任务微调”的范式来解决上述问题。其核心思路是:
- 利用扩散模型强大的分布拟合能力来解决动作的多模态问题。
- 设计一个统一的动作空间,整合来自大量不同(主要是单臂)机器人的数据进行预训练,以克服双臂数据稀缺的瓶颈。
- 构建一个专为机器人数据特性优化的可扩展 Transformer 架构 (RDT),并将其规模化到十亿参数级别,以学习通用的物理先验知识。
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核心贡献/主要发现 (Main Contribution/Findings - What):
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提出了 RDT-1B 模型: 这是一个专为双臂操作设计的、参数量达 12 亿的机器人扩散变换器 (Robotics Diffusion Transformer, RDT)。它是目前机器人操作领域最大的基于扩散的基础模型,其架构专为处理机器人多模态输入和高频、非线性动作数据而优化。
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提出了物理可解释的统一动作空间: 设计了一种创新的动作空间表示方法,能够将不同结构、不同自由度的机器人动作映射到一个统一的、具有物理意义的向量空间中。这使得模型可以从海量的、异构的多机器人数据集中学习可迁移的物理知识,极大地缓解了数据稀缺问题。
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构建了大规模双臂微调数据集: 作者自建了一个包含超过 6000 个轨迹、300 多个任务的综合性多任务双臂操作数据集,用于微调和提升 RDT 的双臂协作能力。这是目前规模最大的双臂操作数据集之一。
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验证了卓越的泛化与学习能力: 在真实机器人上的实验证明,RDT-1B 在多项挑战性任务中性能远超现有SOTA方法。它展现出强大的零样本泛化 (zero-shot generalization)能力(对未见物体和场景)、精确的指令遵循 (instruction following)能力、高效的小样本学习 (few-shot learning)能力(1~5个示例即可学会新技能),以及完成精细操作的灵巧性 (dexterity)。
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3. 预备知识与相关工作 (Prerequisite Knowledge & Related Work)
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基础概念 (Foundational Concepts):
- 双臂操作 (Bimanual Manipulation): 指机器人使用两个机械臂协同完成任务。相比单臂操作,双臂能够执行更复杂的任务,如搬运大物体、稳定一个部件同时操作另一个、或模仿人类双手完成的精细动作(如折叠衣物、拧瓶盖)。其主要挑战在于高维度的动作空间和双臂间的协调。
- 基础模型 (Foundation Model): 指在大规模、多样化的数据上进行预训练,从而学习到广泛的知识和模式,并能通过微调适应多种下游任务的大型模型。例如,GPT-3 是语言领域的基础模型,CLIP 是视觉语言领域的基础模型。本文旨在将这一概念引入机器人双臂操作领域。
- 模仿学习 (Imitation Learning): 一种机器人学习方法,机器人通过观察和模仿人类专家的示范(即示教数据)来学习如何执行任务,而不是通过试错(如强化学习)。本文的方法属于模仿学习。
- 扩散模型 (Diffusion Models): 一类强大的生成模型。其核心思想是通过一个前向过程逐步向数据(如图像或本文中的动作序列)添加噪声,直至其变为纯高斯噪声;然后训练一个神经网络(去噪网络)来学习逆转这个过程,即从噪声中逐步恢复出原始数据。通过这种方式,扩散模型能够学习到非常复杂的数据分布,非常适合对本文中提到的多模态动作分布进行建模。
- Transformer: 一种基于自注意力机制 (
self-attention) 的深度学习模型架构,最初在自然语言处理领域取得巨大成功。其可扩展性和处理长序列依赖的能力使其成为构建大规模基础模型的首选架构。本文使用的 RDT 核心就是一个 Transformer。
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前人工作 (Previous Works):
- 传统的双臂操作方法: 依赖于任务特定的运动基元 (movement primitives) 或手工设计的规则,泛化能力很差,无法适应新场景。
- 基于学习的双臂操作: 一些早期工作受限于小模型、小数据和简单任务,同样泛化能力有限。它们通常引入较强的归纳偏置(如将双臂区分为稳定臂和功能臂)或简化动作空间(如使用体素表示),但这牺牲了模型的表达能力,无法处理复杂多样的任务。
- 机器人基础模型: 近期研究(如
RT-1,RT-2,Octo,OpenVLA)开始探索机器人领域的通用模型。RT-1和OpenVLA等模型将动作离散化 (discretize) 为一个个的“词元 (token)”,然后使用类似语言模型的方式来预测动作。这种方法在双臂操作中存在量化误差和不协调行为的问题。Octo等模型也使用了扩散模型,但其模型规模(最大93M参数)远小于 RDT-1B,并且主要在处理异构数据时,仅保留了部分机器人数据集。
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技术演进 (Technological Evolution): 机器人操作领域正从“任务专用模型”向“通用基础模型”演进。早期方法专注于单一任务,泛化性是主要瓶颈。随着数据规模和模型规模的增大,研究者开始借鉴 NLP 和 CV 的成功经验,构建能够处理多任务、多场景的“通才 (generalist)”模型。技术路线上,从直接回归动作,到使用 VAE/GAN 等生成模型,再到离散化动作的 VLM (Vision-Language-Model) 范式,以及本文所采用的基于扩散模型的连续动作生成,反映了对动作分布建模能力要求的不断提升。
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差异化分析 (Differentiation): 与之前的工作相比,本文的核心创新点和差异在于:
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模型规模与类型: RDT-1B 是首个十亿参数级别的、专为机器人操作设计的扩散基础模型,规模远超之前的
Octo(93M)。 -
问题焦点: 明确聚焦于挑战性极大的双臂操作,并系统性地解决了其多模态动作分布问题。
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数据整合方法: 提出了物理可解释的统一动作空间,而不是像之前工作那样丢弃结构不一致的机器人数据。这使得模型能够从更广泛、更多样的数据中学习,最大化数据利用效率。
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架构优化: 对标准的扩散 Transformer (
DiT) 架构进行了针对机器人数据特性的三项关键改进 (QKNorm&RMSNorm,MLP Decoder,ACI),提升了训练稳定性和模型性能。
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4. 方法论 (Methodology - Core Technology & Implementation Details)
本部分详细拆解 RDT 的核心技术方案。
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方法原理 (Methodology Principles): RDT 的核心思想是将双臂操作建模为一个条件概率分布的生成问题。给定语言指令 和当前观测 (包括图像和机器人自身状态),模型需要学习生成一个未来动作序列(动作块) 的条件分布 。由于双臂操作的多模态特性,这个分布可能是多峰的。因此,作者选择扩散模型,因为它能极其有效地学习和采样这种复杂的多峰分布,避免了传统回归方法会产生无效“平均动作”的问题。
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方法步骤与流程 (Steps & Procedures): RDT 的整体框架如下图所示,其工作流程可以分为编码、去噪和解码三个阶段。
上图展示了 RDT 的整体框架。左侧是本文提出的统一动作空间,它能将不同机器人(单臂、双臂等)的异构动作空间映射到同一个表示空间。中间和右侧是 RDT 的核心网络结构,它接收多模态输入(本体感知、带噪动作、图像、语言指令等),通过一个基于 Transformer 的去噪网络,最终输出去噪后的动作序列。-
输入编码 (Input Encoding): 模型接收多种模态的输入,并将其编码为统一的 token 序列。
- 低维输入: 包括机器人本体感知 、带高斯噪声的动作块 、控制频率 和扩散时间步 。这些向量通过 MLP (多层感知机) 编码成 token。
- 图像输入: 来自多个摄像头(外部、左腕、右腕)的图像序列,通过一个预训练且冻结的视觉编码器
SigLIP提取特征,再通过 MLP 投影到 token 空间。 - 语言输入: 语言指令 通过一个预训练且冻结的语言模型
T5-XXL编码,再通过 MLP 投影到 token 空间。
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去噪网络 (Denoising Network): 这是 RDT 的核心,一个经过特殊设计的基于 Transformer 的去噪网络 。
- 低维输入(带噪动作、本体感知等)的 token 序列作为主干网络的输入。
- 图像和语言的 token 序列作为条件 (condition),通过交叉注意力 (cross-attention) 机制注入到 Transformer 的每一层中,引导去噪过程。
- 网络经过 L 个 DiT (Diffusion Transformer) 模块的处理,逐步去除动作 token 中的噪声。
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输出解码 (Output Decoding): 经过主干网络处理后的 token 序列,通过一个 MLP 解码器投影回动作空间,得到去噪后的动作块预测值。
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数学公式与关键细节 (Mathematical Formulas & Key Details):
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扩散模型训练: 训练的目标是让去噪网络 能够从任意一个加噪的动作 中预测出原始的干净动作 。训练的损失函数是一个均方误差 (MSE) 损失: 符号解释:
- : 模型的损失函数, 是网络参数。
- : 真实的、干净的动作数据,来自训练集。
- : 条件信息,即语言指令和观测。
- : 从标准正态分布 中采样的噪声。
- : 扩散时间步,从
{1, ..., K}中均匀采样,表示加噪的程度。 - : 预定义的噪声调度超参数,控制在时间步 的信噪比。
- : 构造出的带噪动作,作为网络的输入。
- : 参数为 的去噪网络,其目标是预测出原始的 。
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RDT 架构关键改进:
QKNorm&RMSNorm: 机器人数据(如关节角度、速度)的数值范围不稳定,直接训练大模型容易出现梯度爆炸或消失。作者在 Transformer 的自注意力计算中加入了QKNorm来稳定数值,并用RMSNorm替换了标准的LayerNorm。RMSNorm不进行中心化操作,更适合处理时序数据,避免破坏其内在对称性。MLP解码器: 传统的 DiT 模型最后使用一个线性层进行解码。本文替换为一个非线性的MLP解码器,以更好地拟合机器人动作中复杂的非线性动态。- 交替条件注入 (Alternating Condition Injection, ACI): 图像和语言指令作为条件,但它们的 token 数量差异很大(图像 token 远多于文本)。如果每层都同时注入两者,文本信息容易被淹没。ACI 策略是在 Transformer 的不同层中交替注入图像和文本 token,确保两种条件信息都能被有效利用。
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物理可解释的统一动作空间: 这是解决数据异构性的关键。作者设计了一个 128 维的统一向量空间。对于任何一个机器人,其原始动作向量中的每个元素(如右臂关节1的位置、左手爪的开合度等)都会根据其物理含义,被放置到这个 128 维向量的指定位置上。没有对应物理量的位置则进行填充 (padding)。这样做的好处是,不同机器人的相同物理量(如末端执行器的 XYZ 坐标)会被映射到相同的维度上,使得模型可以跨机器人学习通用的物理规律(例如,“拿起物体”通常意味着末端执行器要向下移动)。
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5. 实验设置 (Experimental Setup)
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数据集 (Datasets):
- 预训练数据集: 集合了46个不同的机器人数据集,总规模超过 100 万个轨迹。这些数据集涵盖了多种机器人(主要是单臂)、任务和环境,包括
Open X-Embodiment、BridgeData V2等公开数据集。这为 RDT 提供了学习通用物理先验知识所需的数据广度。 - 微调数据集: 作者在
ALOHA双臂机器人平台上自建了一个高质量的微调数据集。-
规模: 超过 6000 个轨迹,超过 300 万帧数据。
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多样性: 涵盖 300+ 任务,100+ 物体(包括刚性和非刚性),以及 15+ 种不同光照条件的场景。
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质量: 包含精细操作、语言理解和双臂协作等挑战性任务,并使用
GPT-4-Turbo对人工标注的指令进行了扩充,增加了文本多样性。
上图展示了微调数据集的特点,包括多样的物体场景、具有挑战性的任务和丰富的多模态特征。
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- 预训练数据集: 集合了46个不同的机器人数据集,总规模超过 100 万个轨迹。这些数据集涵盖了多种机器人(主要是单臂)、任务和环境,包括
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评估指标 (Evaluation Metrics):
- 成功率 (Success Rate):
- 概念定义 (Conceptual Definition): 成功率是评估机器人任务完成情况最直接的指标。它衡量了在多次尝试中,机器人能够完全成功地完成指定任务的试验次数所占的比例。一个成功的试验意味着机器人从开始到结束的所有子步骤都正确执行,并达到了任务目标。
- 数学公式 (Mathematical Formula):
- 符号解释 (Symbol Explanation):
Number of Successful Trials: 机器人成功完成任务的总次数。Total Number of Trials: 对该任务进行的总试验次数。 在论文中,每个任务都进行了多次试验(例如,Wash Cup 任务共24次试验,Handover 任务25次试验),该指标反映了策略的稳定性和可靠性。
- 成功率 (Success Rate):
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对比基线 (Baselines): 论文选取了机器人操作领域的几个最先进或代表性的模型进行比较:
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ACT(Action Chunking with Transformers): 一个专为双臂操作设计的 SOTA 方法,使用 VAE (变分自编码器) 来对动作分布进行建模。 -
OpenVLA: 当时最大的开源视觉-语言-动作模型(7B 参数),采用动作离散化的建模方式。 -
Octo: 一个基于扩散模型的通用机器人策略模型,但其最大规模(93M)远小于 RDT。
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6. 实验结果与分析 (Results & Analysis)
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核心结果分析 (Core Results Analysis): 实验结果的核心结论是:RDT-1B 在所有评估维度上均显著优于所有基线模型。 下表转录自原文 Table 3,展示了详细的量化结果。
Table 3: Quantitative results (转录)
Wash Cup: seen cup 1 | unseen cup 1 | unseen cup 2 (Unseen Object) Pick Up Cup Turn On Faucet Get Water Pour Out Water Place Back Cup Total ACT 50 12.5 37.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 37.5 0 0 0 OpenVLA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Octo 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RDT (scratch) 37.5 12.5 12.5 12.5 0 0 0 0 0 37.5 12.5 0 25 0 0 0 RDT (ours) 87.5 87.5 50 62.5 75 50 50 75 50 87.5 75 50 87.5 62.5 50 50 | 75 | 50 Pour Water: unseen room 1 | unseen room 2 | unseen room 3 (Unseen Scene) Pick Up Bottle Pour Water Place Back Bottle Total ACT 25 87.5 25 0 50 12.5 0 37.5 12.5 0 37.5 12.5 0 OpenVLA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Octo 50 0 12.5 12.5 12.5 0 0 12.5 0 0 0 0 0 RDT (scratch) 62.5 100 62.5 25 87.5 37.5 25 75 25 25 75 25 0 RDT (ours) 62.5 100 62.5 62.5 100 62.5 62.5 100 62.5 62.5 100 62.5 62.5 Pour Water-L-1/3 | Pour Water-R-2/3 (Instruction Following) Handover (5-Shot) Pick Up Bottle Pour Water Place Back Bottle Total Correct Hand Correct Amount Pick Up Pen Switch Hand Drop Pen Fall into Box Total ACT 100 0 0 0 N/A N/A 44 0 0 0 0 OpenVLA 50 50 0 0 62.5 0 0 0 0 0 0 Octo 0 0 0 0 12.5 0 0 0 0 0 0 RDT (scratch) 100 75 62.5 62.5 100 62.5 24 0 0 0 0 RDT (ours) 87.5 | 100 100 | 87.5 87.5 | 87.5 87.5 | 75 100 | 100 100 | 75 96 96 92 88 88 Fold Shorts (1-Shot) Robot Dog (Dexterity) Total Grab Remote Push Joystick Walk Straight Total ACT 0 88 84 4 4 OpenVLA 0 100 0 0 0 Octo 4 100 4 0 0 RDT (scratch) 40 100 40 32 32 RDT (ours) 68 100 96 84 84 分析:
- 零样本泛化能力 (Q1): 在
Wash Cup(未见物体)和Pour Water(未见场景)任务中,RDT 在未见过的新杯子和新房间中的成功率远高于所有基线,且与在已见场景中的表现相差不大。这证明了大规模预训练赋予了模型强大的泛化能力。 - 指令遵循能力 (Q2): 在
Pour Water-L-1/3和Pour Water-R-2/3任务中,RDT 能准确理解“左手”、“右手”、“三分之一”、“三分之二”等在训练中未见过的组合指令,并精确执行。这表明 RDT 学习到了组合性的语言理解能力。 - 小样本学习能力 (Q3): 在
Handover(5-shot)和Fold Shorts(1-shot)任务中,RDT 仅通过极少量的示例就学会了全新的复杂技能,而其他模型的成功率几乎为零。这显示了 RDT 作为基础模型的强大适应性。 - 灵巧性 (Q4): 在
Robot Dog任务中,需要精确地直推摇杆。RDT 成功率高达 84%,而其他模型几乎无法完成,这说明 RDT(得益于扩散模型和优化的架构)能够生成高精度的、非线性的动作序列,胜任灵巧操作任务。
- 零样本泛化能力 (Q1): 在
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消融实验/参数分析 (Ablation Studies / Parameter Analysis): 作者通过消融实验验证了模型设计中几个关键因素的必要性 (Q5)。下表转录自原文 Table 2。
Table 2: Ablation study results (转录)
VARIANT NAME UNSEEN OBJECT UNSEEN SCENE INSTRUCTION FOLLOWING RDT (regress) 12.5 50 12.5 RDT (small) 37.5 62.5 25 RDT (scratch) 0 25 62.5 RDT (ours) 50 62.5 100 分析:
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扩散建模的必要性:
RDT (regress)版本用确定性回归替代了扩散模型,其在需要处理多模态和精确控制的任务(如未见物体和指令遵循)中性能大幅下降。这证明了扩散模型对于处理双臂操作复杂动作分布的必要性。 -
大模型规模的必要性:
RDT (small)是一个只有 166M 参数的小版本,其性能全面低于 1.2B 的RDT (ours)。这验证了“规模效应 (scaling law)”,即更大的模型容量是提升性能和泛化能力的关键。 -
大规模预训练的必要性:
RDT (scratch)版本没有经过大规模多机器人数据预训练,直接在微调数据集上从头训练。它在泛化任务(未见物体/场景)上表现极差,成功率几乎为零。这强有力地证明了预训练是 RDT 获得泛化能力的知识来源。
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7. 总结与思考 (Conclusion & Personal Thoughts)
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结论总结 (Conclusion Summary): 本文成功地将基础模型的思想应用于极具挑战性的双臂机器人操作领域。通过提出 RDT-1B,一个大规模(1.2B)、基于扩散模型的 Transformer 架构,并辅以创新的物理可解释的统一动作空间和大规模自建微调数据集,作者系统性地解决了双臂操作中的数据稀缺和动作多模态两大核心难题。实验结果令人信服地展示了 RDT 在零样本泛化、小样本学习、指令遵循和灵巧操作方面的卓越能力,为开发通用机器人操作策略树立了一个新的标杆。
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局限性与未来工作 (Limitations & Future Work): 论文中没有明确开辟一个“局限性”章节,但根据其内容,我们可以推断出一些潜在的局限和未来方向:
- 计算资源需求: 训练一个 1.2B 的模型需要巨大的计算资源(48张 H100 GPU 训练一个月),这使得普通研究者难以复现和跟进。
- 推理速度: 尽管使用了
DPM-Solver++将采样步骤从100降至5,实现了 6Hz 的动作块推理频率,但在需要更高频率响应的动态任务中,这可能仍是一个瓶颈。 - 对移动平台的扩展: 实验中虽然使用了
Mobile ALOHA机器人,但并未利用其移动能力,所有任务都是静态双臂操作。如何将该模型扩展到移动操作 (Mobile Manipulation) 是一个重要的未来方向。 - 更长时序任务: 论文中的任务虽然复杂,但仍属于相对短时序的操作。对于需要更长远规划的超长时序任务,当前模型可能仍面临挑战。
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个人启发与批判 (Personal Insights & Critique):
- 启发:
- “大力出奇迹”在机器人领域的体现: 这篇论文再次验证了“大规模数据 + 大规模模型”这一范式在机器人领域的巨大潜力。通过巧妙的数据工程(统一动作空间)和强大的模型架构,可以克服许多传统方法难以解决的泛化瓶颈。
- 建模范式的选择至关重要: 针对双臂操作的“多模态”特性,选择扩散模型而非离散化或简单回归,是其成功的关键。这启示我们在解决具体问题时,应深入分析问题本质,并选择最匹配的建模工具。
- 数据是第一生产力: 无论是整合海量公开数据集进行预训练,还是下大力气自建高质量的微调数据集,都凸显了数据在现代机器人学习中的核心地位。
- 批判性思考:
- “物理可解释性”的深度: 论文提出的统一动作空间被称为“物理可解释的”,这主要体现在将相同物理意义的量映射到相同维度。但这种解释性还停留在“输入表示”层面,模型内部的决策过程依然是黑箱。模型是否真正“理解”了物理,还是仅仅学会了模式匹配,仍有待更深入的探究。
- 对失败案例的分析不足: 论文主要展示了成功的结果,但对失败案例(Failure Cases)的分析较少。深入分析模型在哪些情况下会失败,以及失败的原因,对于理解模型的边界和未来改进方向同样重要。
- 与真实世界交互的安全性: 将如此强大的通用模型部署到真实世界中,安全性和鲁棒性是首要考虑的问题。例如,模型在遇到训练分布之外的极端情况时会如何表现?如何保证其行为不会对人类或环境造成伤害?这方面的工作仍需大量投入。
- 启发:
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