论文阅读笔记——RoboBrain: A Unified Brain Model for Robotic Manipulation from Abstract to Concrete

RoboBrain 论文
将任务规划、Affordance 感知(人手与物体接触的区域)、轨迹预测整合进 MLLM,实现指令->具体动作的端到端能力,结合 RoboOS 实现多机器人任务分配。

ShareRobot

  • 细粒度:与 Open X-Embodiment 不同,ShareRobot 为每个数据点都包含于各个帧相关联的详细低级规划指令;
  • 多维度:对任务规划、物体可操作性(affordances)以及末端执行器轨迹进行了标注;
  • 采用 QA 问答形式标注。(个人理解:QA 标注相比于直接低级规划指令标注让模型更关注任务到动作的映射)
  • 末端执行器
  • 丰富多样性:ShareRobot 具有 102 个场景,涵盖 12 个实施例和 107 种原子任务。这种多样性使 MLLM 能够从不同的现实世界环境中学习,从而增强复杂、多步骤规划的稳健性。
    在这里插入图片描述

RoboBrain

在这里插入图片描述采用 SigLIP 作为视觉编码器,然后通过两层 MLP 将其投影到语义空间,采用 Qwen2.5-7B-Instruct 作为 LLM。
采用 bounding box 来表示 affordance region: O i = { A i 0 , A i 1 , … … , A i N } O_i=\{A_i^0,A_i^1,……,A_i^N\}

### RoboBrain 统一机器人操作脑模型从抽象到具体实现 RoboBrain旨在创建一种能够处理复杂环境并执行样化任务的统一框架。该模型融合了种先进技术,包括新型循环神经网络架构以及强化学习方法。 #### 抽象层面的设计理念 在设计上,RoboBrain强调通过高效的学习制来捕捉输出或状态表示[^1]。这种设计理念使得器能够在面对新情况时快速适应,并形成有效的内部表征。这些表征不仅限于简单的感知数据,还包括更高层次的概念理解,从而支持更复杂的决策过程。 #### 具体技术组件 为了使机器人具备自主导航能力,在Habitat环境中进行了大量实验研究,特别是针对pointgoal导航任务的应用场景下采用强化学习算法进行训练[^2]。这表明RoboBrain可以利用模拟器中的虚拟世界来进行预训练,然后再迁移到真实物理空间中工作。 此外,探索策略对于提高学习效率至关重要。基于贝叶斯推理的方法被用来优化探索行为,确保机器人既能大胆尝试未知领域又不会偏离目标太远[^3]。 #### 实现细节与挑战 实际部署过程中遇到的主要难题是如何平衡计算资源消耗与性能表现之间的关系。一方面要保持足够的灵活性以便应对各种突发状况;另一方面又要控制成本以满足大规模应用需求。因此,开发团队不断调整参数配置并通过硬件加速等方式提升整体效能。 ```python # Python伪代码展示如何初始化一个基本版本的RoboBrain代理 class RoboBrainAgent: def __init__(self): self.recurrent_network = create_recurrent_neural_architecture() self.navigation_policy = initialize_navigation_policy() def learn(self, environment_data): state_representation = self.recurrent_network(environment_data) action = choose_action_based_on_state(state_representation) reward = execute_and_observe(action) update_policy_with_reward(reward) def main(): agent = RoboBrainAgent() while not task_completed: agent.learn(current_environment_input) if __name__ == "__main__": main() ```
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