We present Galactic, a large-scale simulation and reinforcement-learning (RL) framework for robotic mobile manipulation in indoor environments. Specifically, a Fetch robot (equipped with a mobile base, 7DoF arm, RGBD camera, egomotion, and onboard sensing) is spawned in a home environment and asked to rearrange objects - by navigating to an object, picking it up, navigating to a target location, and then placing the object at the target location. Galactic is fast. In terms of simulation speed (rendering + physics), Galactic achieves over 421,000 steps-per-second (SPS) on an 8-GPU node, which is 54x faster than Habitat 2.0 (7699 SPS). More importantly, Galactic was designed to optimize the entire rendering + physics + RL interplay since any bottleneck in the interplay slows down training. In terms of simulation+RL speed (rendering + physics + inference + learning), Galactic achieves over 108,000 SPS, which 88x faster than Habitat 2.0 (1243 SPS). These massive speed-ups not only drastically cut the wall-clock training time of existing experiments, but also unlock an unprecedented scale of new experiments. First, Galactic can train a mobile pick skill to >80% accuracy in under 16 minutes, a 100x speedup compared to the over 24 hours it takes to train the same skill in Habitat 2.0. Second, we use Galactic to perform the largest-scale experiment to date for rearrangement using 5B steps of experience in 46 hours, which is equivalent to 20 years of robot experience. This scaling results in a single neural network composed of task-agnostic components achieving 85% success in GeometricGoal rearrangement, compared to 0% success reported in Habitat 2.0 for the same approach. The code is available at github.com/facebookresearch/galactic.


翻译:我们提出Galactic,一个用于室内环境机器人移动操作的大规模仿真与强化学习框架。具体而言,在居家环境中生成一个Fetch机器人(配备移动底盘、7自由度机械臂、RGBD摄像头、自运动感知与机载传感器),要求其通过导航至物体、抓取物体、导航至目标位置并放置物体来完成重排任务。Galactic具有高速特性:在仿真速度(渲染+物理)方面,Galactic在8-GPU节点上达到超过421,000步/秒(SPS),比Habitat 2.0(7,699 SPS)快54倍。更重要的是,Galactic专门优化了渲染、物理与强化学习三者间的交互流程,因为该交互中的任何瓶颈都会拖慢训练速度。在仿真与强化学习联合速度(渲染+物理+推理+学习)方面,Galactic达到超过108,000 SPS,比Habitat 2.0(1,243 SPS)快88倍。这种大幅加速不仅显著缩短了现有实验的墙钟训练时间,还解锁了前所未有的新实验规模。首先,Galactic可在16分钟内将移动抓取技能训练至超过80%的准确率,相比Habitat 2.0训练相同技能所需24小时以上实现了100倍加速。其次,我们利用Galactic在46小时内完成了迄今为止最大规模的基于50亿步经验的重排实验,相当于机器人20年的经验积累。这一规模下,由任务无关组件构成的单一神经网络在几何目标重排中实现了85%的成功率,而Habitat 2.0中采用相同方法报告的成功率为0%。代码已开源至github.com/facebookresearch/galactic。

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