来源笔记
Hi-WM: Human-in-the-World-Model for Scalable Robot Post-Training
摘要
Hi-WM 把一个学习到的世界模型用作机器人策略的测试、人工纠正和后续改进的场所。论文声称,这样可以降低通用机器人策略后训练的成本,同时提高真实世界操作任务的成功率。
问题
- 预训练的通用机器人策略在面向特定任务的场景、接触密集型操作和长时程执行中仍会失败,因此在部署前需要后训练。
- 传统的人类纠错式后训练成本高,因为每次纠错都需要真实机器人时间、场景搭建、复位和真实环境中的操作员监督。
- 现有世界模型工作主要把模型用于 rollout 生成或评估,而不是用作在失败状态附近收集人类纠错数据的交互场所。
方法
- Hi-WM 不直接在真实机器人上执行当前策略,而是在动作条件世界模型中展开策略,然后只在 rollout 出现错误或可能失败时让人介入。
- 世界模型在 14D 连续双臂动作空间上训练,并加入失败案例和边界工作区数据,使其更贴近动作并与真实执行保持一致。
- 系统会缓存中间状态,因此操作员可以回退到失败点,并从同一状态分支出多个不同的纠正续写。
- 这些纠正片段会与原始真实世界数据集合并,用于对策略进行后训练;论文用两个骨干模型 Diffusion Policy(DP)和 Pi0 做了测试。
- 交互接口与硬件无关:键盘、机器人手臂遥操作和 VR 控制器都会映射到同一策略动作空间。
结果
- 在 3 个真实世界操作任务和 2 个策略骨干上,Hi-WM 的平均真实世界成功率比基础策略提高 37.9 个百分点,比世界模型闭环基线提高 19.0 个百分点。
- DP 的真实世界成功率(%)为:基础 42.1 / 52.9 / 47.0,WM-CL 76.3 / 64.7 / 70.6,Hi-WM 92.1 / 85.3 / 94.1,对应 Fold Towel / Push-T / Route Rope。
- Pi0 的真实世界成功率(%)为:基础 55.3 / 76.5 / 64.7,WM-CL 78.9 / 79.4 / 82.4,Hi-WM 97.4 / 97.1 / 100.0,对应同样的三个任务。
- 世界模型评估与真实世界表现高度一致,Pearson r = 0.953,这支持在介入时用模型来评估策略。
- 加入边界案例数据后,世界模型的视觉保真度提高:从基础增强到完整增强,PSNR 18.50 -> 22.53,SSIM 0.815 -> 0.942,LPIPS 0.152 -> 0.055。
- 论文还声称,在加入边界案例增强后,工作区边界附近的世界到真实位置精度更好,但摘要片段没有给出该测试的完整数值表。