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arXiv来源发表:

冻结世界模型不必重训:Library of Hands 只校准“手”,手变化并回归时成功率从28.6%升到62.3%

核心概要

相机移动或控制器更换后,同一条指令会让机器人朝不同方向、以不同幅度运动,而冻结的世界模型仍按训练时的指令约定规划,于是规划全落在错误的动作坐标系里。Library of Hands(LoH)不训练、不改动世界模型,只用冻结的预测器从相邻两帧图像反推实际执行的动作,据此估计“指令到实际动作”的映射,并把识别过的映射存入库中以便复用。在闭环测试中,当“手”变化并反复出现时,LoH 把冻结规划器的成功率从 28.6% 提高到 62.3%,而在手不变时只损失 0.6 个百分点。

AI-generated editorial illustration: Library of Hands: Fix the Hands, Not the World Model

深度剖析

LoH 让冻结的世界模型在动作约定改变后仍能规划,做法是只修正指令到实际动作的映射,而不改动模型本身。 在 LeWM 世界模型上,冻结规划器使用原始约定时成功率为 77.5%,当指令被旋转 90° 后只剩 7.8%。 在闭环测试中,当手变化并反复出现时,LoH 把总体成功率从 28.6% 提高到 62.3%;在 12 个同时运行真实手对照的种子上,LoH 弥合了与真实手之间差距的 69.2%。

LoH 把冻结的预测器当作传感器:它寻找最能解释相邻两帧图像之间变化的动作,再把这个读数与指令比较,从而读出当前的手。 每个读数都按预测状态对动作的雅可比矩阵给出不确定性,雅可比越平坦,读数权重越低;随后在恒等、旋转加缩放、镜像、线性、仿射五类映射与六个延迟组成的 30 个模型中,用精确贝叶斯证据选出映射。 在 PushT、Reacher、Two-Room 三个仿真任务上,同一套方法不改代码即可用于 LeWM、DINO-WM、JEPA-WM 三个世界模型;在 RoboCasa 仿真厨房中,三个用真实机器人数据预训练的模型里有两个通过预设判据。

启示与展望

演示范围是闭环仿真:PushT、Reacher、Two-Room 三个任务上的 LeWM、DINO-WM、JEPA-WM,以及 RoboCasa 仿真厨房中三个用真实机器人数据预训练的模型;手的变化是注入的,真实机器人尚未测试。

当手在回合中途切换时,LoH 的平均增益为 6.6 个百分点,低于预设的 10 个百分点门槛;当世界本身改变而手不变时,LoH 损失 5.0 个百分点,未达到预设门槛。在 RoboCasa 中,JEPA-WM 上 LoH 只增益 7.8 个百分点,且在手不变时损失 6.2 个百分点,因此三个真实数据预训练模型中只有两个通过判据。