Enabling home-assistant robots to perceive and manipulate a diverse range of 3D objects based on human language instructions is a pivotal challenge. Prior research has predominantly focused on simplistic and task-oriented instructions, i.e., "Slide the top drawer open". However, many real-world tasks demand intricate multi-step reasoning, and without human instructions, these will become extremely difficult for robot manipulation. To address these challenges, we introduce a comprehensive benchmark, NrVLM, comprising 15 distinct manipulation tasks, containing over 4500 episodes meticulously annotated with fine-grained language instructions. We split the long-term task process into several steps, with each step having a natural language instruction. Moreover, we propose a novel learning framework that completes the manipulation task step-by-step according to the fine-grained instructions. Specifically, we first identify the instruction to execute, taking into account visual observations and the end-effector's current state. Subsequently, our approach facilitates explicit learning through action-prompts and perception-prompts to promote manipulation-aware cross-modality alignment. Leveraging both visual observations and linguistic guidance, our model outputs a sequence of actionable predictions for manipulation, including contact points and end-effector poses. We evaluate our method and baselines using the proposed benchmark NrVLM. The experimental results demonstrate the effectiveness of our approach. For additional details, please refer to https://sites.google.com/view/naturalvlm.


翻译:使家庭辅助机器人能够基于人类语言指令感知并操作多样化三维物体是一项关键挑战。先前研究主要关注简单且面向任务的指令,例如"拉开顶部抽屉"。然而,许多现实任务需要复杂的多步推理,若无人类指令指引,这些操作对机器人而言将极为困难。为解决上述挑战,我们提出了一个综合性基准测试NrVLM,涵盖15种不同的操作任务,包含4500余个经过细粒度语言指令精确标注的操作片段。我们将长期任务过程分解为若干步骤,并为每个步骤配以自然语言指令。此外,我们提出了一种新颖的学习框架,根据细粒度指令逐步完成操作任务。具体而言,我们首先结合视觉观察与末端执行器的当前状态,确定待执行的指令。随后,我们的方法通过动作提示与感知提示实现显式学习,以促进面向操作感知的跨模态对齐。模型融合视觉观察与语言引导,输出一系列可操作的操作预测结果,包括接触点与末端执行器姿态。我们利用所提出的NrVLM基准测试对方法及基线模型进行了评估,实验结果验证了该方法的有效性。更多详情请参见https://sites.google.com/view/naturalvlm。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
专知会员服务
2+阅读 · 今天2:42
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
2+阅读 · 今天1:46
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
8+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
7+阅读 · 7月31日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员