视觉人工智能指南

机器人视觉-语言-动作模型

视觉-语言-动作(VLA)模型是大型神经网络,它接收相机图像和书面指令并直接输出机器人电机命令。

概述

视觉-语言-动作(VLA)模型是大型神经网络,它接收相机图像和书面指令并直接输出机器人电机命令。它们很重要,因为它们将基础模型的广泛常识带入物理机器,让一个模型控制机器人执行多项任务,而不是对每个行为进行手动编码。

机器人视觉-语言-动作模型属于计算机视觉工作流程,它解释或生成视觉媒体以进行分析、操作和创造力。

深入探讨

VLA 模型融合了三个流:视觉(相机帧)、语言(诸如“将杯子放入水槽中”之类的目标)和动作(关节角度、夹具打开/关闭或末端执行器速度)。 Google DeepMind 的 RT-2 是一个里程碑:它采用了在网络图像和文本上训练的视觉语言模型,然后在机器人轨迹上对其进行协同微调,以便同一个网络可以回答“这是什么水果?”还发出标记为文本的操作。随后出现了 OpenVLA(7B 参数)和 Physical Intelligence 的 pi-0 等开放模型。至关重要的是,这些模型显示了“紧急”迁移:网络知识(识别品牌徽标,理解“较小的”)进行操作,因此机器人可以概括出在机器人训练期间从未见过的物体和指令。

技术洞察

许多 VLA 将连续动作离散化为标记,以便转换器可以像单词一样自回归地预测它们。 RT-2 将每个动作维度映射到 256 个 bin 之一,并将它们作为文本字符串发出。 pi-0 等较新的设计将扩散或流程匹配的“动作专家”头部附加到冻结的视觉语言骨干上,生成平滑的高频动作块(例如 50 Hz)而不是单个离散步骤,从而提高了灵活性。

掌握机器人视觉-语言-动作模型

视觉-语言-动作(VLA)模型是大型神经网络,它接收相机图像和书面指令并直接输出机器人电机命令。它们很重要,因为它们将基础模型的广泛常识带入物理机器,让一个模型控制机器人执行多项任务,而不是对每个行为进行手动编码。机器人视觉-语言-动作模型属于计算机视觉工作流程,它解释或生成视觉媒体以进行分析、操作和创造力。为了建立深入的理解,请将机器人视觉-语言-动作模型视为一种操作模型,而不是单个功能:定义期望的结果,澄清假设,并将系统可以可靠地完成的任务与仍需要专家判断的任务分开。

在实践中,使用机器人视觉-语言-动作模型的强大团队可以平衡准确性与数据质量、照明差异和标签一致性等操作现实。他们记录明确的成功标准,根据实际数据和工作流程进行测试,并根据观察到的失败模式而不是一次性基准测试胜利进行迭代。这就是理论理解转变为跨产品、政策和运营的持久能力的地方。

视觉人工智能可以大规模自动化检查、检测和标记任务。同时,如果出处不明,肖像权和同意可能会成为法律风险。最具弹性的方法是将实验速度与治理规则结合起来:运行试点、捕获证据、发布决策日志,并随着模型行为、用户期望和监管要求的发展不断更新保障措施。

战略影响

视觉人工智能可以大规模自动化检查、检测和标记任务。

视觉人工智能可以大规模自动化检查、检测和标记任务。在高质量部署中,这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式,以便团队可以增强信心,而不是扩大模糊性。

创意团队可以通过更少的手动修改更快地构建概念原型。

创意团队可以通过更少的手动修改更快地构建概念原型。在高质量部署中,这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式,以便团队可以增强信心,而不是扩大模糊性。

操作可以使用以前难以处理的图像和视频信号。

操作可以使用以前难以处理的图像和视频信号。在高质量部署中,这会转化为可衡量的操作规则、所有权边界和定期审查仪式,以便团队可以增强信心,而不是扩大模糊性。

机器人视觉-语言-动作模型的未来

预计会有更大的跨实体数据集(Open X-Embodiment 工作已经汇集了来自 22 种以上机器人类型的数据),因此一种模型可以驱动手臂、人形机器人和移动底座。研究致力于实现更快的实时控制推理、更丰富的 3D 和触觉输入以及模型在行动之前“思考”的推理链。我们的目标是制定一个单一的通才政策,您可以用简单的英语进行提示,并进行即时更正,就像与助手聊天一样。

现实世界的实施

RT-2 使用从网络文本而非机器人演示中学到的数字控制 Google 厨房机器人“将香蕉移至数字 3”

OpenVLA,一种开源 7B 模型,经过实验室微调,可在低成本手臂上运行桌面拾放

物理智能的 pi-0 通过将单个指令链接到许多子技能来折叠衣服和清理桌子

仓库手臂告诉“挑选最脆弱的物品”,并从其视觉外观推断出哪个物品

实施模式

机器人视觉-语言-动作模型的实践

RT-2 控制 Google 厨房机器人使用从网络文本而非机器人演示中学到的数字“将香蕉移至数字 3”。

RT-2 控制 Google 厨房机器人使用从网络文本(而不是机器人演示)中学到的数字“将香蕉移动到数字 3”。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并随着时间的推移跟踪生产力增益和错误成本时,通常会获得更好的结果。

机器人视觉-语言-动作模型的实践

OpenVLA 是一种开源 7B 模型,经过实验室微调,可在低成本手臂上运行桌面拾取和放置。

OpenVLA 是一种开源 7B 模型,经过实验室进行微调,可在低成本手臂上运行桌面拾取和放置。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并随着时间的推移跟踪生产力增益和错误成本时,通常会获得更好的结果。

机器人视觉-语言-动作模型的实践

物理智能的 pi-0 通过将单个指令链接到许多子技能来折叠衣服和清理桌子。

物理智能的 pi-0 通过将单个指令中的许多子技能链接在一起来折叠衣服和清理桌子。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并随着时间的推移跟踪生产力增益和错误成本时,通常会获得更好的结果。

机器人视觉-语言-动作模型的实践

仓库手臂告诉“挑选最脆弱的物品”,并从其视觉外观推断出哪个物品。

仓库部门告诉“选择最脆弱的物品”,并从其视觉外观推断出哪个对象是团队。当团队预先定义质量阈值、为边缘情况保留人工升级路径并随着时间的推移跟踪生产力增益和错误成本时,通常会得到更好的结果。

风险与防护栏

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如果出处不明,肖像权和同意可能会成为法律风险。

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模型性能可能因光照、人口统计和环境的不同而有所不同。

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除非监控置信阈值,否则误报可能会被忽视。

实施路线图

1

定义精确度、召回率和错误成本的接受标准。

定义精确度、召回率和错误成本的接受标准。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

2

使用符合实际生产条件的数据进行测试。

使用符合实际生产条件的数据进行测试。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

3

为低置信度或高影响力的预测添加人工审核。

为低置信度或高影响力的预测添加人工审核。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

4

跟踪模型漂移并在相机或数据集更改后重新验证。

跟踪模型漂移并在相机或数据集更改后重新验证。将每个步骤视为证据门:如果不满足标准,则暂停推出,缩小差距,然后再扩大使用。

不断探索