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LongBench: Evaluating Robotic Manipulation Policies on Real-World Long-Horizon Tasks

LongBench 是一个用于长时程机器人操作的真实世界基准,把两类难点分开看:在完全可观测条件下的长时间执行,以及在存在歧义时的长上下文推理。它在 1,000 多个真实世界 episode 上评估了六个当前策略,并表明长时程失败有多个原因,而不是单一瓶颈。

  • 现有的长时程操作基准往往只在仿真中运行,或者只报告整体成功率,所以看不出策略在真实世界长轨迹中为什么失败。
  • 长时程任务把不同类型的难点混在一起:执行漂移、阶段切换错误、错过时机窗口,以及当前视角有歧义、需要更早上下文的情况。
  • 这很重要,因为短时程指标或整体指标会掩盖机器人策略的真实弱点,这会让模型比较和长时程操作的进展评估不够可靠。
  • 论文提出了 LongBench,这是一个真实世界基准,包含 10 个任务1,000 多个真实世界 episode/demonstration,数据采集在一个 ARX-R5 6-DoF 桌面平台上,使用 两台 RGB 摄像头,分辨率为 320x240,帧率为 20 Hz
  • 它把任务分成两种模式:Context-Independent 任务中,下一步动作可以从当前观测直接确定;Context-Dependent 任务中,外观相似的状态需要依赖更早的上下文记忆。
  • 基准还按机制给任务打标签。Context-Independent 任务分为 phase dependence (PD)iterative progress (IP)error accumulation (EA)temporal windows (TW)。Context-Dependent 任务分为 completion ambiguity (CP)count ambiguity (CT)subtask-branch ambiguity (SB)cross-episode ambiguity (CE)
  • 评估使用 stage-wise score,而不是二元成功率:如果一个任务有 N 个原子子步骤,每完成一个子步骤就得 100/N 分。每个任务用 10 个初始条件不同的 episode 进行测试。
  • 论文在统一接口下比较了 六个策略pi_0, OpenVLA-OFT, SmolVLA, Diffusion Policy, MemoryVLA, CronusVLA,全部使用 16-step open-loop action chunks
  • Context-Independent 任务上,pi_0 表现最好,平均 stage-wise score86.3,高于 Diffusion Policy 51.2MemoryVLA 49.1SmolVLA 46.6CronusVLA 42.4OpenVLA-OFT 32.7
  • pi_0 在各个 Context-Independent 任务上的分数分别是:waste sorting 100.0thread rope 72.0pull drawer 95.0stack block 91.3dynamic grasping 73.3
  • 图中显示的完全可观测任务里,最难的是 dynamic grasping,这是一个 temporal-window 任务。OpenVLA-OFT 得分 0.0SmolVLA 得分 10.0Diffusion Policy 得分 13.3MemoryVLA 得分 10.0CronusVLA 得分 13.3,而 pi_0 达到 73.3
  • 论文指出,长时程表现不能用单一因素解释。在完全可观测设置下,执行鲁棒性对结果的影响大于显式记忆,而 memory-based methods 并不能在所有任务上稳定解决上下文难点。
  • 这段摘要 没有 提供 Context-Dependent 任务的定量表格,所以这里没有该模式下的数值基准结果。