当前位置:

首页 > 语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

在机器人领域,实现通用机器人策略需要大量数据,而在真实世界收集这些数据又耗时费力。尽管模拟为生成场景级和实例级的不同体量的数据提供了一种经济的解决方案,但由于需要大量的人力(尤其是对复杂任务),在模拟环境中增加任务多样性仍面临挑战。这就导致典型的人工模拟基准通常仅能包含数十到数百个任务。如何解决呢?近年来,大语言模型在自然语言处理及各类任务的代码生成方面不断取得重大进展。同样,LLM已经应用于机器人的多个方面,包括用户界面、任务和运动规划、机器人日志总结、成本和奖励设计,揭示了在物理基础和代码生成任务上的

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

在机器人领域,实现通用机器人策略需要大量数据,而在真实世界收集这些数据又耗时费力。尽管模拟为生成场景级和实例级的不同体量的数据提供了一种经济的解决方案,但由于需要大量的人力(尤其是对复杂任务),在模拟环境中增加任务多样性仍面临挑战。这就导致典型的人工模拟基准通常仅能包含数十到数百个任务。

如何解决呢?近年来,大语言模型在自然语言处理及各类任务的代码生成方面不断取得重大进展。同样,LLM 已经应用于机器人的多个方面,包括用户界面、任务和运动规划、机器人日志总结、成本和奖励设计,揭示了在物理基础和代码生成任务上的强大能力。

在近日的一项研究中,来自 MIT CSAIL、上海交通大学等机构的研究者进一步探究 LLM 是否可以用来创建多样化的模拟任务,并进一步挖掘它们的能力。

具体来讲,研究者提出了一种基于 LLM 的框架 GenSim,它为设计和验证任务资产安排、任务进展提供了一种自动化机制。更重要的是,生成的任务表现出了极大的多样性,促进了机器人策略的任务级泛化。此外从概念上讲,利用 GenSim,LLM 的推理和编码能力通过中间合成的模拟数据被提炼成了语言 - 视觉 - 行动策略。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

论文地址:https://arxiv.org/pdf/2310.01361.pdf

GenSim 框架由以下三部分组成:

  • 首先是通过自然语言指令提出新任务以及相应代码实现的提示机制;
  • 其次是缓存以前生成的高质量指令代码以用于验证和语言模型微调的任务库,并作为综合任务数据集返回;
  • 最后是利用生成的数据来增强任务级泛化能力的语言调整多任务策略训练流程。

同时该框架通过两种不同的模式运行。其中在目标导向设置中,用户有特定的任务或者希望设计一个任务课程。这时 GenSim 采取自上而下的方法,以预期任务作为输入,迭代地生成相关任务以实现预期目标。而在探索性环境中,如果缺少目标任务的先验知识,则 GenSim 逐渐探索现有任务以外的内容,并建立与任务无关的基础策略。

在下图 1 中,研究者初始化了包含 10 个人工策划任务的任务库,使用 GenSim 对它进行扩展并生成 100 多个任务。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

研究者还提出了几个定制化的指标来渐进地衡量生成模拟任务的质量,并在目标导向和探索性设置中评估了几种 LLM。其中对于 GPT-4 生成的任务库,他们对 GPT-3.5 和 Code-Llama 等 LLM 进行有监督微调,进一步提升了 LLM 的任务生成性能。同时通过策略训练定量地衡量任务的可实现性,并提供不同属性的任务统计数据和不同模型之间的代码比较。

不仅如此,研究者还训练了多任务机器人策略,与仅仅在人工策划任务上训练的模型相比,这些策略在所有生成任务上都能很好地泛化,并提高了零样本泛化性能。其中与 GPT-4 生成任务的联合训练可以将泛化性能提升 50%,并在模拟中将大约 40% 的零样本任务迁移到新任务中。

最后,研究者还考虑了模拟到真实的迁移,表明在不同模拟任务上的预训练可以将真实世界的泛化能力提升 25%。

总之,在不同 LLM 生成的任务上训练的策略实现了对新任务的更好任务级泛化能力,彰显了通过 LLM 扩展模拟任务来训练基础策略的潜力。

Tenstorrent AI 产品管理总监 Shubham Saboo 给予了这项研究很高的评价,他表示,这是 GPT-4 结合机器人的突破性研究,通过 GPT-4 等 LLM 来生成 autopilot 上的一系列模拟机器人任务,使机器人的零样本学习和真实世界适应成为了现实。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

方法介绍

如下图 2 所示,GenSim 框架通过程序合成生成模拟环境、任务和演示。GenSim pipeline 从任务创建器开始,prompt 链以两种模式运行,即目标导向模式和探索模式,具体取决于目标任务。GenSim 中的任务库是一个内存组件,用于存储之前生成的高质量任务,任务库中存储的任务可用于多任务策略训练或微调 LLM。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

任务创建器

如下图 3 所示,语言链会首先生成任务描述,然后再生成相关的实现。任务描述包括任务名称、资源和任务摘要。该研究在 pipeline 中采用少样本 prompt 来生成代码。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

任务库

GenSim 框架中的任务库会存储任务创建器生成的任务,以生成更好的新任务和训练多任务策略。任务库是根据人工创建的基准中的任务进行初始化的。

任务库为任务创建器为描述生成阶段提供了作为条件的先前的任务描述,为代码生成阶段提供了先前的代码,并 prompt 任务创建器从任务库中选择参考任务作为编写新任务的样例。完成任务实现并通过所有测试后,LLM 会被 prompt,以「反思(reflect)」新任务和任务库,并形成是否应将新生成的任务添加到库中的综合决策。

如下图 4 所示,该研究还观察到 GenSim 表现出有趣的任务级组合和外推行为:

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

LLM 监督的多任务策略

生成任务后,该研究使用这些任务实现来生成演示数据并训练操作策略,并使用与 Shridhar et al. (2022) 类似的双流传输网络架构。

如下图 5 所示,该研究将程序视为任务和相关演示数据的有效表征(图 5),就可以定义任务之间的嵌入空间,其距离指标对于来自感知的各种因素(例如对象姿态和形状)更加稳健。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

实验及结果

该研究通过实验来验证 GenSim 框架,针对以下具体问题:(1)LLM 设计和实现模拟任务的效果如何?GenSim 可以改进 LLM 在任务生成方面的表现吗?(2) 对 LLM 生成的任务进行训练是否可以提高策略泛化能力?如果给出更多的生成任务,策略训练是否会受益更多?(3) 针对 LLM 生成的模拟任务进行预训练是否有利于现实世界的机器人策略部署?

评估 LLM 机器人模拟任务的泛化能力

如下图 6 所示,对于探索模式和目标导向模式任务生成,少样本和任务库的两阶段 prompt 链可以有效提高代码生成的成功率。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

任务级泛化

对相关任务的少样本策略优化。从下图 7 左可以观察到,联合训练 LLM 生成的任务可以将原始 CLIPort 任务上的策略性能提升 50% 以上,尤其是在低数据情况(如 5 个 demo)下。

对未见过任务的零样本策略泛化。从图 7 中可以看到,通过对 LLM 生成的更多任务进行预训练,研究者的模型可以更好地泛化到原始 Ravens 基准中的任务。图 7 右中,研究者还对人工编写任务、闭源 LLM 和开源微调 LLM 等不同任务源上的 5 个任务进行了预训练,并观察到了类似的零样本任务级泛化。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

使预训练模型适应真实世界

研究者将模拟环境中训练的策略迁移到了真实环境中。结果如下表 1 所示,在 70 个 GPT-4 生成的任务上进行预训练的模型在 9 个任务上进行了 10 次实验,取得 68.8% 的平均成功率,与仅在 CLIPort 任务上进行预训练的基线模型相比提升了 25% 以上,与仅在 50 个任务上预训练的模型相比提升了 15%。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

研究者还观察到,对不同模拟任务的预训练提高了长期复杂任务的稳健性。比如说,GPT-4 预训练的模型在真实世界的 build-wheel 任务上表现出了更加稳健的性能。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

消融实验

模拟训练成功率。在下表 2 中,研究者在拥有 200 个 demo 的生成任务子集上,演示了单任务和多任务策略训练的成功率。对于 GPT-4 生成任务的策略训练,它的平均任务成功率为单任务 75.8%,多任务 74.1%。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

生成任务统计。下图 9 (a) 中,研究者展示了 LLM 生成的 120 个任务的不同特征的任务统计。其中 LLM 模型生成的颜色、资产、动作和实例数量之间存在着有趣的平衡。例如,生成的代码包含了很多超过 7 个对象实例的场景,以及很多拾起 - 放置原始动作和块等资产。

代码生成比较。下图 9 (b) 中,研究者定性地评估了 GPT-4 和 Code Llama 的自上而下实验中的失败案例。

语言、机器人破壁,MIT等用GPT-4自动生成模拟任务,并迁移到真实世界

更多技术细节请参阅原论文。

本文内容来源于互联网,如有侵权请联系删除。
作者最新文章
相关文章 更多
4TB数据搬运:物理传输更高效
4TB数据搬运:物理传输更高效

在千兆宽带、5G通信与云服务深度普及的2026年,大众普遍以为超大文件传输已步入“秒级时代”,但现实远未达到这般畅快。当面对数TB乃至数十TB级别的庞大数据集时,当下最可靠、最迅捷且兼顾安全性的传输方案,依然是“物理位移”——依靠人工携带存储介质完成跨地域交付。一位来自河南信阳的用户讲述了真实经历:他曾需将4TB资料从信阳送往郑州,首次尝试纯网络传输,系统预估总耗时近72小时;最终改用专人驱车运送,单程仅需约2.5小时,当天即完成取件与送达,整体效率显著超越线上方式。该实例迅速引发热议,多位资深IT博主随

华为盘古 Ultra MoE 模型发布
华为盘古 Ultra MoE 模型发布

5月30日,华为推出了全新的AI模型——盘古UltraMoE,该模型的参数量达到了7180亿。作为一款接近万亿参数的MoE(MixtureofExperts)模型,它在整个训练过程中完全基于华为的昇腾AI平台完成,标志着华为在超大规模模型训练方面取得了重要进展。盘古UltraMoE的成功训练离不开盘古团队研发的一系列创新技术。例如,Depth-ScaledSandwich-Norm(DSSN)稳定架构的引入,显著改善了超大规模模型训练期间出现的梯度异常及

SOTA大模型加密数据评测:Qwen3仅破10%
SOTA大模型加密数据评测:Qwen3仅破10%

大语言模型面对加密数据,即便最新的Qwen3也会感到压力!尽管当下各类推理模型在多种基准测试中表现优异,但在密码学这样对逻辑严谨性和细节准确性要求极高的专业领域,模型的推理能力还有待深入挖掘。密码学不仅要求模型具备高级数学运算能力和严密的逻辑推理链,还需要其能够精准辨识复杂加密模式中的潜在规律;成功解密要求模型拥有极强的综合推理能力。上海AILab等联合推出的CipherBank测评,使用大量真实隐私场景数据和多种密码算法,严苛挑战当前最先进的大模型。CipherBank的测评结果显示,目前的大语言模型

每2秒解一道高数题!华为揭秘万亿MoE训练系统全流程
每2秒解一道高数题!华为揭秘万亿MoE训练系统全流程

现在,请大家一起来数一下"1"、"2"。OK,仅仅2秒的时间,一个接近万亿规模的MoE大模型就已经掌握了如何解答一道高等数学难题的方法!而且呢,这个大模型还是完全依靠国产设备进行训练的,整个流程都体现了浓浓的“国产”特色。这就是华为借助"昇腾+PanguUltraMoE"这一组合实现的成果——不仅达成了国产算力与国产模型在全流程上的自主可控训练闭环,还在集群训练系统的性能方面达到了行业顶尖水平。有多顶尖?来看一组数据:预训练阶段:昇腾Atlas800TA2万卡集群的MFU提升

美团推出首个语音GUI智能体,端到端语音训练更优
美团推出首个语音GUI智能体,端到端语音训练更优

只需动动嘴,就能操控GUI代理?由美团与浙江大学联合推出的GUIRoboTron-Speech——让你彻底解放双手,直接对设备“发号施令”。这是首个可以直接通过语音指令和屏幕截图进行端到端(End-to-End)决策的自主GUI智能体,致力于为用户提供更自然、高效且无障碍的人机交互方式。从文本到语音,智能代理的新一轮进化目前,基于大语言模型(LLMs)的自主GUI智能体已经能够通过文本指令自动完成跨应用、多步骤的复杂操作,显著提升用户效率。然而,这种依赖文本输入的方式在某些场景中存在明显局限

雷克沙ArmorSD卡测评:全金屬防護三防加持存储更安心
雷克沙ArmorSD卡测评:全金屬防護三防加持存储更安心

无论是专业摄影师还是摄影爱好者,相机内存储卡的可靠性都至关重要,尤其是在恶劣的拍摄环境中,数据存储的安全性更是不可忽视。尽管市场上有多种支持三防功能的移动存储设备用于数据备份,但最常用的SD存储卡由于采用塑料外壳,长期使用后容易出现破损,导致数据损坏,甚至可能损坏相机的存储卡槽,带来的损失不可估量。国际存储品牌雷克沙推出了全新的Armor系列SD存储卡,不仅读写速度快,还采用了不锈钢材质的外壳,具有优异的防水、防尘和防跌落性能,为相机的原始拍摄数据提供了可靠的保护。雷克沙ArmorSD存储卡分为GOLD

Siri等明年!苹果WWDC25给AI交底:画小饼,继续熬
Siri等明年!苹果WWDC25给AI交底:画小饼,继续熬

不求速胜,熬吧。

第一章:计算机系统全方位概述
第一章:计算机系统全方位概述

1.1计算机发展历程[计组]1.0_你好,我是计算机组成原理我们生活在一个信息化程度极高的世界中,我们每天的生活都离不开电脑和手机,这些设备实际上都属于计算机的范畴。计算机的底层结构由硬件构成,在硬件之上,我们会安装操作系统,再在操作系统上运行各种应用软件,这样就能得到一个易于使用的计算机系统。通过计算机网络,这些设备实现了信息的互联互通,这正是我们现在生活的信息化世界的缩影。计算机组成原理这门课研究的就是这些计算机硬件在底层如何协同工作。既然我们要研究硬件,不妨先来看一下大家日常生活中常见的一些硬件

vivo 获批模块化智能手表专利 可调传感器以获得更精准数据
vivo 获批模块化智能手表专利 可调传感器以获得更精准数据

近日,vivo的一项智能手表专利正式获得批准并公开展示。该专利采用模块化设计,通过磁力锁扣和滑动限位槽,用户可以手动调整传感器的位置,以确保健康数据的精准收集。vivo这项专利的核心亮点是其模块化结构。手表由可穿戴主体和可拆卸设备主体两部分组成,用户可以通过滑动限位槽和磁力锁扣,旋转或移动内部传感器模块,将其调整到最佳佩戴位置。这种设计有效提高了健康数据的监测准确性,如心率和血氧等关键指标。对于不同体型和佩戴习惯的用户来说,这种可调节性尤为重要,能够确保传感器与皮肤的紧密接触,减少因位置偏差导致的误差

LCD硬件操作原理详解
LCD硬件操作原理详解

本文参考自百问网-韦东山驱动大全,旨在探讨当前手机中常见的LCD屏幕。LCD与OLED的区别关于LCD和OLED的区别,可以参考以下链接:https://www.zhihu.com/question/22263252/answer/410201820不同接口的LCD硬件操作原理应用工程师眼中的LCDLCD由一个个像素组成,每行有xres个像素,共有yres行,其分辨率为xres*yres。只要我们能够控制任意一个像素的颜色,就可以在LCD上绘制文字和图片。像素的颜色表示像素的颜色通常用红绿蓝三色来表示

查看更多
精品专题 更多
装机必备
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows
Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

macOS软件
macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

Mac软件 更多
灵活计算器
灵活计算器
macOS/iOS/Android

灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

赤友清理大师
赤友清理大师
macOS

赤友清理大师是一款为 Mac 设计的智能清理优化工具,可精准扫描垃圾、大文件、重复文件等,释放磁盘空间。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

WINDOWS 更多
Windows 10
Windows 10
Windows

Windows 10 是一款微软推出的经典操作系统,拥有硬件兼容性与多任务处理能力。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

密码键盘
密码键盘
Windows/macOS/iOS/Android

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。