The application of vision-language models (VLMs) has achieved impressive success in various robotics tasks. However, there are few explorations for these foundation models used in quadruped robot navigation through terrains in 3D environments. In this work, we introduce SARO (Space Aware Robot System for Terrain Crossing), an innovative system composed of a high-level reasoning module, a closed-loop sub-task execution module, and a low-level control policy. It enables the robot to navigate across 3D terrains and reach the goal position. For high-level reasoning and execution, we propose a novel algorithmic system taking advantage of a VLM, with a design of task decomposition and a closed-loop sub-task execution mechanism. For low-level locomotion control, we utilize the Probability Annealing Selection (PAS) method to effectively train a control policy by reinforcement learning. Numerous experiments show that our whole system can accurately and robustly navigate across several 3D terrains, and its generalization ability ensures the applications in diverse indoor and outdoor scenarios and terrains. Project page: https://saro-vlm.github.io/


翻译:视觉语言模型(VLMs)在各类机器人任务中已取得显著成功。然而,这些基础模型在四足机器人三维环境地形导航中的应用探索仍较为有限。本文提出SARO(空间感知地形穿越机器人系统),这是一个由高层推理模块、闭环子任务执行模块与底层控制策略构成的创新系统。该系统使机器人能够在三维地形中导航并抵达目标位置。针对高层推理与执行,我们提出一种利用VLM优势的新型算法系统,设计了任务分解方法与闭环子任务执行机制。在底层运动控制方面,我们采用概率退火选择(PAS)方法,通过强化学习高效训练控制策略。大量实验表明,我们的完整系统能够精准、鲁棒地在多种三维地形中导航,其泛化能力确保了在多样化的室内外场景与地形中的应用潜力。项目页面:https://saro-vlm.github.io/

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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。

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