ATLAS:对齐潜在结构传输,实现可靠的世界模型规划

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摘要

ATLAS 是一种针对潜在世界模型的训练目标,它通过 Wasserstein-2 传输(WEMReg)校准规划潜在变量的边缘分布,同时将编码器表征中的关系几何结构保留到规划潜在空间中。该方法在 LeWM 中实现后,在 PushT、TwoRoom 和 OGBench-Cube 基准上提升了目标达成的成功率,尤其在更高新颖性的回合中表现更为突出。

潜在世界模型在规划时依赖表征几何结构,但仅对潜在边缘分布进行正则化,并不能决定用于动作选择的状态间关系。我们表明,这可能导致在表征被转化为规划器所使用的最终潜在变量时,与规划相关的新颖性结构被削弱。我们提出了对齐潜在结构传输(Aligned Transport of Latent Structure, ATLAS)这一训练目标,它在显式保留关系几何结构的同时,对全局潜在分布进行校准。ATLAS 将归一化的成对结构从信息丰富的编码器表征迁移到规划潜在变量中,并使用 Wasserstein 嵌入匹配(WEMReg)通过一维 Wasserstein-2 传输来校准其边缘分布。我们的分析表明,关系保持与边缘校准构成了不可相互替代的约束条件,并将有限候选集规划的稳定性与关系失真、潜在变量尺度不匹配以及预测误差联系起来。ATLAS 在 LeWM 中实现后,在较低与较高新颖性的评测子集上,均提升了 PushT、TwoRoom 和 OGBench-Cube 上的平均目标达成成功率,其中增益在较高新颖性的 TwoRoom 回合中最为显著。表征与轨迹展开诊断进一步表明,规划潜在变量中与新颖性相关的结构更强、边缘校准更好、多步预测误差更低。综合而言,这些结果凸显了保留与规划相关的潜在几何结构,是实现可靠世界模型规划的重要因素。代码已发布于 https://anonymous.4open.science/r/atlas-world-model-72C4/。
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论文页面 - ATLAS:用于可靠世界模型规划的潜在结构对齐传输

来源:https://huggingface.co/papers/2609.36333

摘要

隐空间世界模型(latent world models)依赖表示几何来进行规划,然而仅仅正则化隐变量的边际分布并不能确定用于动作选择的“状态到状态“关系。我们证明,当表示被转换为规划器使用的最终隐变量时,这可能导致与规划相关的新颖性结构被削弱。我们提出了潜在结构对齐传输(Aligned Transport of Latent Structure,ATLAS)——一种训练目标,它在校准全局隐变量分布的同时显式地保留关系几何结构。ATLAS 将归一化的成对结构从信息量丰富的编码器表示迁移到规划隐变量,并使用 Wasserstein 嵌入匹配(WEMReg),通过一维 Wasserstein-2 传输来校准其边际分布。我们的分析表明,关系保留与边际校准施加了非冗余的约束,并将有限候选规划的稳定性与关系失真、隐变量尺度失配以及预测误差联系起来。在 LeWM 中实现后,ATLAS 在 PushT、TwoRoom 和 OGBench-Cube 上,无论是在低新颖性还是高新颖性的评估子集上,都提升了平均目标达成成功率,其中增益最大的是在高新颖性的 TwoRoom 场景中。表示与展开(rollout)诊断进一步显示,规划隐变量中与新颖性相关的结构更强、边际校准更好、多步预测误差更低。这些结果共同凸显出:保留与规划相关的隐空间几何,是实现可靠世界模型规划的重要要素。代码可在 https://anonymous.4open.science/r/atlas-world-model-72C4/ 获取。

查看 arXiv 页面(https://arxiv.org/abs/2609.36333)查看 PDF(https://arxiv.org/pdf/2609.36333)GitHub1(https://github.com/Annie969/atlas-world-model)添加到合集(https://huggingface.co/login?next=%2Fpapers%2F2609.36333)

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