badnews 国产 李飞飞团队再造黑科技!机器东说念主自学家务样样精明,开源代码了解一下?

发布日期:2024-09-09 00:23    点击次数:213

badnews 国产 李飞飞团队再造黑科技!机器东说念主自学家务样样精明,开源代码了解一下?

倒茶、叠穿着、整理册本、丢垃圾badnews 国产,咫尺的家务机器东说念骨干活果然越来越熟练了。

不外,也不是每个家务机器东说念主都能做到像动图里那么灵通的。

熟练家务的背后,是李飞飞团队琢磨出来的一种新目标。

他们把任务动作拆解后标志出几个重要点,再给到具体限定让机器东说念主知说念这些点之间有什么研究,要怎样操作比拟好。除此以外,机器东说念主还能自主学习,越沉静越锐利。

以倒茶这个动当作例,机器东说念主会先用录像头笃定茶杯茶壶等的位置、步地等身分,再识别出重要点,比如茶杯的中心点和把手的中心点,ReKep 会给机器东说念主编写出一系列限定,告诉它要用什么角度、怎样拿怎样倾倒、用多率性气等,机器东说念主独一按照限定行动就能奏效倒茶了。

不得不说,这样一个陋劣的动做念让机器东说念主做好是真的是太难了。若是莫得 ReKep 期间,念念看到机器东说念主熟练地干多样家务活还不知说念要比及遥不行及。

毕竟本年三月份的时候,李飞飞团队的家务机器东说念主照旧这样的,只会擦擦桌子切个生果:

而半年后的今天,就还是进化成万能选手了:

咫尺,李飞飞团队对于 ReKep 期间的论文已在 arXiv 公开,代码也已开源。

论文标题:ReKep: Spatio-Temporal Reasoning of Relational Keypoint Constraints for Robotic Manipulation

论文地址:https://arxiv.org/pdf/2409.01652

形势网站:https://rekep-robot.github.io/

形势代码:github.com/huangwl18/ReKep

论文概括研究问题和动机

telegram 反差

李飞飞团队旨在处置与机器东说念主操作任务有关的挑战,这些任务波及多个空间研究和时辰依赖阶段,需要对复杂的空间和时辰研究进行编码。

他们但愿开发一个普通适用的框架,粗略适当需要多阶段、荒野环境、双手操作和响应步履的任务,通过基础模子的进展在获取经管方面具有可彭胀性,并粗略及时优化以产生复杂的操作步履。

难点与挑战

现存的使用刚体变换暗意操作任务经管的规范穷乏几何细节,条目预界说的物体模子,况兼无法处理可变形物体。

在视觉空间中胜仗学习经管的数据运转规范也在网罗检会数据时濒临挑战,因为经管的数目在物体和任务方面呈组合增长。

期间蜕变

李飞飞团队苛刻了一种名为研究重要点经管(ReKep)的规范,用于机器东说念主操作。

ReKep 将操作任务编码为经管,麇集机器东说念主与其环境,而无需手动标注。该规范欺诈Python函数将一组语义上有真谛的三维重要点映射为数值资本,从而粗略暗意复杂的空间和时辰研究。

该框架旨在通过大型视觉模子和视觉-谈话模子自动生成经管,杀青从当然谈话领导和RGB-D不雅测中高效地指定任务。

他们还苛刻了一种算法实例,不错及时高效地处置优化问题。

确实实验

实验波及多个任务,包括倒茶、回收罐、整理册本、打包盒子、折叠衣物、装鞋盒和合作折叠等。这些任务被想象来测试系统在不同方面的性能,如空间和时辰依赖性、对环境的适当性、双手协长入与东说念主类的互动。

轮式单臂平台和固定式双臂平台的奏服从

两个机器东说念主平台在外部纷扰下的奏服从

ReKep 用于折叠不同类别服装的新式双臂政策极端奏服从

实验成果自大,ReKep在多种任务上的奏服从较高,解释了其在自动化操控任务中的后劲。奏服从字据任务的不同而有所各异,但总体上发扬细致。

期间解读研究重要点经管(ReKep)

率先,他们界说了单个ReKep实例,况兼假定还是指定了一组 ? 个重要点。每个重要点 ??∈ℝ3 指的是场景名义上的一个 3D 点,其坐标依赖于任务语义和环境(举例,手柄上的握取点,壶嘴)。

履行上来说,一个 ReKep 实例编码了重要点之间的一个生机的空间研究,这些研究可能属于机器东说念主手臂、物体部分或其他代理。

然则,一个操作任务频繁波及多个空间研究,况兼可能具有多个时辰上依赖的阶段,每个阶段都波及不同的空间研究。为此,他们将任务剖析为 ? 个阶段,并为每个阶段 ?∈{1,…,?} 使用 ReKep 来指定两类经管:

子指标经管

旅途经管

其中 ?sub-goal (?) 编码阶段 ? 末端时需要达到的重要点研究,而 ?path (?) 编码阶段 ? 里面需要满足的重要点研究。

如下图所示的倾倒任务由三个阶段构成:握取、对皆和倾倒。

阶段 1 的子指标经管拉动末端推论器向茶壶手柄采集。阶段 2 的子指标经管指定壶嘴需要位于杯口上方,阶段 2 的旅途经管确保茶壶赠送,以幸免倾倒时溢出。临了,阶段 3 的子指标经管指定倾倒角度。

把握任务当作ReKep经管优化问题

他们将末端推论器姿态暗意为 e∈ SE(3),将操控任务表述为一个优化问题,指标是找到一系列满足ReKep经管的末端推论器(end-effector)姿态,并将约束问题表述如下:

对于每个阶段,优化算法需要找到满足子指标经管的末端推论器姿态,以及杀青这些子指标的旅途。

剖析与算法即时实例化

为了及时求解优化问题,他们接受了剖析规范,仅优化下一个子指标极端对应的旅途。

子指标问题:率先处置子指标问题,笃定刻下阶段的末端推论器指标姿态。

旅途问题:在赢得子指标姿态后,处置旅途问题,筹画从刻下姿态到子指标姿态的轨迹。

回溯:如果发现任何子指标经管不再满足,系统不错回溯到之前的阶段进行再行筹画。

重要点提议和ReKep生成

为了使系统粗略在给定解放步地任务领导的情况下推论荒野任务,他们想象了一个使用大型视觉模子和视觉谈话模子进行重要点提议和ReKep生成的管说念,并分红了两个部分:

重要点提议

使用大型视觉模子(LVM),如DINOv2,来索求场景中的特征,并欺诈这些特征来识别潜在的重要点。这些重要点频繁是场景中具有语义真谛的3D点,举例物体的边缘、边缘或特定物体部分的中心。

ReKep生成

联结重要点和任务领导,使用视觉-谈话模子(VLM)来生成ReKep,这些经管将用于指引机器东说念主的动作筹画和推论。这一尺度欺诈了视觉模子对场景的意会以及谈话模子对领导的解释才气。

团队成员李飞飞

李飞飞博士是斯坦福大学打算机科学系首任红杉拔擢,亦然斯坦福以东说念主为本的东说念主工智能研究所的联席主任,曾担任担任谷歌副总裁和首席科学家,在多家上市公司或私营公司担任董事会成员或参谋人。

李飞飞主导的斯坦福AI实验室、斯坦福视觉与学习实验室(SVL)和斯坦福以东说念主为本东说念主工智能研究院自大出广泛优秀东说念主才,包括 OpenAI 合股独创东说念主 Andrej Karpathy、国内内第一个坚探索具身智能的卢策吾、前Google AI中国中心总裁李佳、前阿里自动驾驶掌舵东说念主王刚等。

她咫尺的研究有趣包括融会启发式东说念主工智能、机器学习、深度学习、打算机视觉、机器东说念主学习和东说念主工智能+医疗,尤其是用于医疗保健的环境智能系统。

Wenlong Huang

Wenlong Huang 是斯坦福大学打算机科学专科的博士生,由李飞飞指引,亦然斯坦福视觉与学习实验室 (SVL)的成员。他于 2018 年赢得加州大学伯克利分校打算机科学学士学位,指引憨厚是 Deepak Pathak、Igor Mordatch 和 Pieter Abbeel。

他的研究指标是赋予机器东说念主普通的泛化才气,使其粗略推论怒放寰球操控任务,尤其是在家庭环境中。研究有趣包括:

开发粗略充分欺诈互联网范围数据或基于这些数据进行检会的模子的抽象想法

开发粗略发扬出普通泛化步履的灵通技巧

Chen Wang(王辰)

Chen Wang是斯坦福打算机科学学院的博士生,导师是李飞飞和 C. Karen Liu。他本科就读于打算机科学专科,是第一批加入卢策吾团队研究机器东说念主具身智能的学生之一。

他的研究指标是制造出具有与东说念主类相似的活泼性和处理日常任务才气的机器东说念主,因此专注于机器东说念主学习,以杀青贤达操作、效法东说念主类动作以及永远筹画和约束。

Yunzhu Li

Yunzhu Li咫尺是哥伦比亚大学打算机科学助理拔擢,曾是斯坦福视觉与学习实验室 (SVL)的博士后,与李飞飞、Jiajun Wu 沿途使命。北京大学本科毕业后,他在麻省理工学院打算机科学与东说念主工智能实验室(CSAIL)赢得博士学位,导师是 Antonio Torralba 和 Russ Tedrake。

咫尺他在机器东说念主感知、交互和学习实验室(RoboPIL)进行机器东说念主期间、打算机视觉和机器学习的交叉研究,专注于机器东说念主学习,非常是直不雅物理学、具身智能、多情势感知三个标的,旨在显耀彭胀机器东说念主的感知和物理交互才气。

Ruohan Zhang

Ruohan Zhang是斯坦福视觉与学习实验室 (SVL)的研究员,和李飞飞、Jiajun Wu、Silvio Savarese 沿途使命。他曾在在德克萨斯大学奥斯汀分校赢得博士学位,指引拔擢是 Dana Ballard 和 Mary Hayhoe。

他的永远研究有趣所以东说念主为本的东说念主工智能:意会东说念主类智能以开发受生物启发的东说念主工智能算法,以及使东说念主工智能与东说念主类愈加兼容。最近专注于以东说念主为本的机器东说念主期间:通过数据运转的规范开发可增强东说念主类福祉的机器东说念主处置有筹办(系统和算法)。雷峰网雷峰网







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