RoboCoach:世界模型作为组合式机器人技能的主动教练

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

RoboCoach 提出一个世界模型引导的教练框架(RIDI 循环),利用想象中的失败来选择有针对性的示范与专家更新,从而提升组合式机器人技能。仅用 150 条额外的子任务示范,即可将 Franka 的成功率从 13.3% 提升至 75.0%。在仿真和真实机器人平台上,想象成功率与实际部署成功率之间存在强相关性(rho = 0.840)。

长时程的机器人操作需要在多种任务组合中复用技能,但通过额外的端到端示范来改进这些组合的成本很高。一个实用的自我改进系统必须同时决定「下一步教什么」以及「将监督应用在何处」。我们提出 ROBOCOACH,这是一个世界模型引导的教练框架,利用想象中的失败来指导示范请求与专家更新。其路由-想象-诊断-改进(Route-Imagine-Diagnose-Improve,RIDI)循环在 COACHWORLD(我们共享的动作条件世界模型)中执行可复用的技能专家,并使用一个进度判定器来记录第一个未能完成的子任务。聚合后的记录用于决定获取哪些子任务示范以及更新哪些专家适配器。在两套仿真环境和两个真实机器人平台上,想象成功率与实际部署成功率在 22 个任务-策略组合上呈现显著相关性(rho = 0.840)。受控对比表明,在相同的数据预算与更新调度下,我们的教练方法优于匹配的基线方法。仅用 150 条额外的子任务示范,Franka 上的成功率就从 13.3% 提升到 75.0%,AgileX 上则从 40.0% 提升到 83.8%。被教练的专家还迁移到四个未见过的组合任务上,平均成功率达到 35.0%,而采用均匀采集示范更新的共享策略基线的成功率为 0%。这些结果共同表明,世界模型可以充当主动教练,将想象中的失败转化为面向模块化策略改进的有针对性监督。项目主页:https://robocoach-ai.github.io/
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论文页面 - RoboCoach:作为主动教练的世界模型,用于组合式机器人技能

来源:https://huggingface.co/papers/2609.39685

摘要

长时程机器人操作会在大量任务组合中复用技能,但通过追加端到端示教数据来改进这些组合的成本很高。一个实用的自我改进系统必须同时决定「接下来教什么」以及「在哪里施加该监督」。我们提出 ROBOCOACH,一个世界模型引导的教练框架,利用想象中的失败来指导示教请求与专家更新。其 Route–Imagine–Diagnose–Improve(RIDI)循环在 COACHWORLD(我们共享的以动作为条件的世界模型)内执行可复用的技能专家,并使用一个进度判别器来记录第一个未能完成的子任务。聚合后的记录决定了要获取哪些子任务示教数据、以及更新哪些专家适配器。在两套仿真环境和两个真实机器人平台上,想象成功率与部署成功率在 22 组「任务–策略」对上呈现相关性(rho = 0.840)。受控对比实验表明,在相同的预算与更新调度下,我们的教练方法优于各类基线。仅使用 150 条额外的子任务示教数据,Franka 平台上的成功率从 13.3% 提升至 75.0%,AgileX 平台则从 40.0% 提升至 83.8%。被教练后的专家还能迁移到我们保留的组合任务上,平均成功率达到 35.0%,而以均匀采集示教数据更新的共享策略基线成功率为 0%。这些结果共同表明,世界模型可以充当主动教练,将想象中的失败转化为面向模块化策略改进的针对性监督。项目页面:https://robocoach-ai.github.io/

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