機器人視覺-語言-動作模型
視覺-語言-動作(VLA)模型是大型神經網絡,它接收相機影像和書面指令並直接輸出機器人馬達指令。
概述
They matter because they bring the broad common sense of foundation models to physical machines, letting one model control a robot across many tasks instead of hand-coding each behavior.
深入探討
VLA 模型融合了三個串流:視覺(相機幀)、語言(諸如“將杯子放入水槽中”之類的目標)和動作(關節角度、夾具打開/關閉或末端執行器速度)。 Google DeepMind 的 RT-2 是一個里程碑:它採用了在網路圖像和文字上訓練的視覺語言模型,然後在機器人軌跡上對其進行協同微調,以便同一個網路可以回答「這是什麼水果?」也發出標記為文字的操作。隨後出現了 OpenVLA(7B 參數)和 Physical Intelligence 的 pi-0 等開放模型。至關重要的是,這些模型顯示了「緊急」遷移:網路知識(識別品牌徽標,理解「較小的」)進行操作,因此機器人可以概括出在機器人訓練期間從未見過的物體和指令。
技術洞察
許多 VLA 將連續動作離散化為標記,以便轉換器可以像單字一樣自回歸地預測它們。 RT-2 將每個動作維度對應到 256 個 bin 之一,並將它們作為文字字串發出。 pi-0 等較新的設計將擴散或流程匹配的「動作專家」頭部附加到凍結的視覺語言骨幹上,生成平滑的高頻動作塊(例如 50 Hz)而不是單個離散步驟,從而提高了靈活性。
戰略影響
速度與規模
視覺人工智慧可以大規模自動化檢查、檢測和標記任務。
配裝選擇
創意團隊可以透過更少的手動修改來更快地建立概念原型。
團隊與工作流程
操作可以使用以前難以處理的影像和視訊訊號。
機器人視覺-語言-動作模型的未來
預計會有更大的跨實體資料集(Open X-Embodiment 工作已經匯集了來自 22 種以上機器人類型的資料),因此一種模型可以驅動手臂、人形機器人和移動底座。研究致力於實現更快的即時控制推理、更豐富的 3D 和觸覺輸入以及模型在行動之前「思考」的推理鏈。我們的目標是製定一個單一的通才政策,您可以用簡單的英語進行提示,並進行即時更正,就像與助手聊天一樣。
現實世界的實施
RT-2 使用從網路文字而非機器人演示中學到的數位控制 Google 廚房機器人“將香蕉移至數位 3”
OpenVLA,一種開源 7B 模型,經過實驗室微調,可在低成本手臂上運行桌面拾放
物理智能的 pi-0 透過將單一指令連結到許多子技能來折疊衣服和清理桌子
倉庫手臂告訴“挑選最脆弱的物品”,並從其視覺外觀推斷出哪個物品
風險與防護欄
如果出處不明,肖像權和同意可能會成為法律風險。
模型表現可能因光照、人口統計和環境的不同而有所不同。
除非監控置信閾值,否則誤報可能會被忽略。
實施路線圖
定義精確度、召回率和錯誤成本的接受標準。
使用符合實際生產條件的數據進行測試。
為低置信度或高影響力的預測添加人工審核。
追蹤模型漂移並在相機或資料集變更後重新驗證。
不斷探索
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常見問題
What is Vision-Language-Action Models for Robotics?
視覺-語言-動作(VLA)模型是大型神經網絡,它接收相機影像和書面指令並直接輸出機器人馬達指令。它們很重要,因為它們將基礎模型的廣泛常識帶入實體機器,讓一個模型控制機器人執行多項任務,而不是對每個行為進行手動編碼。
哪三種類型的輸入/輸出定義了視覺-語言-動作 (VLA) 模型?
VLA 接受視覺(影像)加上語言目標並輸出動作(運動指令),將感知、指令遵循和控制結合。
Google DeepMind 的 RT-2 如何表示機器人動作,以便變壓器可以產生它們?
RT-2 將每個動作維度分箱為離散標記(例如 256 個箱),並將它們作為字串發出,讓語言模型機器預測單字等動作。
在 VLA 中,「緊急轉移」是什麼意思?
由於 VLA 是從在網路上訓練的視覺語言模型開始的,因此識別徽標或理解「較小的」等知識可以轉移到機器人資料中從未見過的操作任務。
與單一離散動作令牌相比,pi-0 的擴散/流量匹配動作頭的主要優勢是什麼?
pi-0 不是一次一個離散的步驟,而是以高頻率產生連續的動作塊,從而實現更平滑、更靈巧的運動。
為什麼 Open X-Embodiment 資料集對 VLA 很重要?
Open X-Embodiment 結合了許多不同機器人的軌跡,幫助訓練跨手臂、移動基地和其他實體傳輸的策略。