As reinforcement learning for humanoid robots evolves from single-task to multi-skill paradigms, efficiently expanding new skills while avoiding catastrophic forgetting has become a key challenge in embodied intelligence. Existing approaches either rely on complex topology adjustments in Mixture-of-Experts (MoE) models or require training extremely large-scale models, making lightweight deployment difficult. To address this, we propose Tree Learning, a multi-skill continual learning framework for humanoid robots. The framework adopts a root-branch hierarchical parameter inheritance mechanism, providing motion priors for branch skills through parameter reuse to fundamentally prevent catastrophic forgetting. A multi-modal feedforward adaptation mechanism combining phase modulation and interpolation is designed to support both periodic and aperiodic motions. A task-level reward shaping strategy is also proposed to accelerate skill convergence. Unity-based simulation experiments show that, in contrast to simultaneous multi-task training, Tree Learning achieves higher rewards across various representative locomotion skills while maintaining a 100% skill retention rate, enabling seamless multi-skill switching and real-time interactive control. We further validate the performance and generalization capability of Tree Learning on two distinct Unity-simulated tasks: a Super Mario-inspired interactive scenario and autonomous navigation in a classical Chinese garden environment.


翻译:随着人形机器人强化学习从单任务向多技能范式演进,如何在避免灾难性遗忘的同时高效扩展新技能已成为具身智能的核心挑战。现有方法要么依赖混合专家(MoE)模型中复杂的拓扑结构调整,要么需要训练超大规模模型,难以实现轻量化部署。为此,我们提出树学习(Tree Learning)——一种面向人形机器人的多技能持续学习框架。该框架采用根-分支层级参数继承机制,通过参数重用为分支技能提供运动先验,从根本上防止灾难性遗忘。设计结合相位调制与插值的多模态前馈自适应机制,同时支持周期性与非周期性运动。还提出任务级奖励塑形策略以加速技能收敛。基于Unity的仿真实验表明,与同步多任务训练相比,树学习在各类典型运动技能上获得更高奖励的同时保持100%的技能保留率,实现无缝多技能切换与实时交互控制。我们进一步在两类不同的Unity仿真任务中验证了树学习的性能与泛化能力:受《超级马里奥》启发的交互场景与经典中国园林环境中的自主导航。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
《协作机器人的学习行为树》最新146页博士论文
专知会员服务
50+阅读 · 2024年2月7日
【Uber AI新论文】持续元学习,Learning to Continually Learn
专知会员服务
37+阅读 · 2020年2月27日
清华大学《高级机器学习》课程
专知
40+阅读 · 2020年7月21日
【强化学习】强化学习+深度学习=人工智能
产业智能官
55+阅读 · 2017年8月11日
国家自然科学基金
44+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
4+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
5+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
4+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
7+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
9+阅读 · 9月22日
战争不仅需要机器人:人类仍不可或缺
专知会员服务
5+阅读 · 9月21日
《描绘美国防部创新基础设施的未来蓝图》100页
专知会员服务
10+阅读 · 9月21日
相关基金
国家自然科学基金
44+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员