张大妈

亚马逊&伯克利:无需似然的机器人强化学习

源自小红薯:每日ComputerScience

02-14 11:58

传统机器人强化学习因依赖动作似然而受限,新方法FPO++巧妙绕开这一瓶颈,首次实现了流策略在人形机器人上的稳定训练与部署。这项技术为更复杂、更仿真的机器人控制开辟了新路径,解决了高维任务中的训练不稳定性与性能瓶颈。

亚马逊&伯克利:无需似然的机器人强化学习智能速览

  • FPO++是一种全新的无似然机器人强化学习方法。

  • 通过条件流匹配损失差分近似策略比率,彻底摆脱了动作似然计算。

  • 成功实现了四足与人形机器人从仿真到现实的首次部署。

  • 在多个机器人任务中,其成功率与收敛速度系统性超越现有方法。

  • 采用Zero-sampling推理策略,在提升表现的同时降低了真实机器人推理延迟。

亚马逊&伯克利:无需似然的机器人强化学习精华内容

机器人强化学习长期受困于动作似然的枷锁,限制了策略的表达能力。FPO++的出现,正是为了打破这一桎梏,为流策略在真实机器人世界的应用扫清障碍。

核心机制:无似然梯度

传统强化学习算法如PPO,其策略梯度计算严重依赖一个可微的动作概率密度函数,这迫使策略网络只能输出高斯分布等简单形式,极大地限制了机器人在复杂环境中的表现力。FPO++则另辟蹊径,它不直接计算动作似然,而是创新性地采用条件流匹配(CFM)损失函数的差分来近似策略梯度中的比率项,从而在数学上彻底绕开了对动作似然的依赖,为使用更强大的流模型作为策略奠定了基础。

关键改进:稳定与收敛

为解决早期流策略方法训练不稳定的问题,FPO++引入了两项关键改进。首先是“Per-sample ratio”,将策略比率计算的粒度从“每个动作”细化到“每个蒙特卡洛样本”,显著降低了梯度方差,使训练过程更加平滑。其次是“ASPO非对称信任域”,针对正负优势值采用不同约束机制:正优势值使用PPO的裁剪限制更新幅度,负优势值则采用SPO约束,有效防止了策略熵的过快塌缩和训练崩溃。

实测表现:Sim-to-Real突破

在IsaacLab这种高维、带有真实物理约束的仿真环境中,FPO++从零开始训练也能稳定收敛,其表现明显优于原始的FPO方法,有效避免了训练发散和灾难性失败。更关键的是,研究团队成功将训练好的策略直接部署到真实的人形机器人上。在Booster T1上进行行走任务,在Unitree G1上进行全身动作跟踪,均实现了首次无专家蒸馏、无显式似然的流策略sim-to-real成功应用。

应用拓展:操作任务微调

除了移动机器人,FPO++在操作任务中也展现了强大的潜力。在RoboMimic和DexMimicGen等标准的机器人操作基准测试中,使用FPO++对预训练的流模型进行在线强化学习微调,其任务成功率和收敛速度系统性超过了DPPO和ReinFlow等现有主流方法。这证明了FPO++不仅能让机器人学会“走路”,还能让它们学会更精细的“操作”,具有广泛的适用性。

FPO++不仅是一项技术优化,更是一次思维范式转变,它证明了无需似然的流策略在机器人控制领域的巨大潜力。随着这项技术的成熟,未来机器人或许能以更灵活、更强大的方式学习与人类世界交互,这为通用机器人的发展带来了新的想象空间。

内容由AI生成
0
扫一下,分享更方便,购买更轻松
0评论

当前文章无评论,是时候发表评论了
提示信息

取消
确认
评论举报

最新文章 热门文章
相关兴趣推荐