张大妈

纽约大学:用世界模型把机器人RL搬进云端

源自小红薯:每日ComputerScience

02-14 11:19

真实机器人的强化学习成本高昂且受限于仿真差距。纽约大学提出的World-Gymnast方案,创新性地在视频世界模型中直接训练,并利用VLM自动评判任务完成度,无需接触真实机器人即可显著提升策略表现,为机器人学习开辟了一条低成本、高效率的新路径。

纽约大学:用世界模型把机器人RL搬进云端智能速览

  • 世界模型替代传统仿真器,直接预测机器人动作后的世界变化。

  • 利用GPT-4o等视觉语言模型作为奖励函数,省去手工设计奖励。

  • 仅需一张初始图和语言指令即可开始强化学习训练。

  • 展现出强大的泛化能力,适应新指令、新场景和视觉干扰。

  • 支持部署前快速微调,无需真实机器人交互即可适应特定场景。

  • 真实数据可反哺世界模型,形成策略与环境模型的协同进化闭环。

纽约大学:用世界模型把机器人RL搬进云端精华内容

这项研究的突破性在于,它将“世界模型”从一个评估工具,转变为一个可交互的训练场,彻底改变了机器人强化学习的范式。

世界模型即环境

传统机器人强化学习依赖手工构建的仿真器,成本高且存在“仿真到现实”的鸿沟。World-Gymnast的核心创新在于,直接使用从真实数据中学到的视频生成模型(WorldGym)作为训练环境。该模型能够根据给定的动作,预测出执行后世界的视频状态,机器人策略的“想象”和“试错”都在这个数字世界中进行,完全摆脱了对物理实体或复杂仿真软件的依赖,从根本上降低了训练成本。

VLM担当智能裁判

在强化学习中,设计有效的奖励函数是一大难题。该方案巧妙地引入了GPT-4o这类强大的视觉语言模型(VLM)作为“裁判”。VLM通过观察机器人执行动作后的世界图像,并依据语言指令来判断任务是否完成,从而输出一个简单的二值奖励(0或1)。这种方法不仅自动化了奖励设计,还因其对高层语义的理解能力,使得奖励判断更为精准和灵活。

高效训练与泛化

为了稳定训练高维度的视觉-语言-动作(VLA)策略,研究采用了组内相对优势归一化(GRPO)算法,并在世界模型中并行采样多条轨迹进行“想象回放”。一个显著优势是,训练可以从任意一张初始图像和语言指令开始,支持恢复动作学习。该方法在测试中展现出优异的泛化能力,即便面对新的语言指令、视觉干扰或全新场景,训练出的策略依然保持鲁棒。

闭环进化与快速适应

该系统还具备“测试时训练”能力。在机器人部署到真实环境前,可以针对当前场景在世界模型中进行快速的强化学习微调,实现即时适应,无需任何真实物理交互。更关键的是,它构建了一个Dyna式的闭环:机器人在真实世界中执行任务产生的数据,会反过来用于优化世界模型,而更精准的世界模型又能训练出更强大的策略,形成一个持续进化的“世界模型-策略”飞轮效应。

纽约大学的这项研究,为具身智能领域提供了一种极具前景的新范式,它证明了世界模型不仅能评估,更能生成。未来,这种“云上练兵”的方式能否成为机器人学习的主流?它将如何加速通用机器人的到来?

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