Legged robots are physically capable of navigating a diverse variety of environments and overcoming a wide range of obstructions. For example, in a search and rescue mission, a legged robot could climb over debris, crawl through gaps, and navigate out of dead ends. However, the robot's controller needs to respond intelligently to such varied obstacles, and this requires handling unexpected and unusual scenarios successfully. This presents an open challenge to current learning methods, which often struggle with generalization to the long tail of unexpected situations without heavy human supervision. To address this issue, we investigate how to leverage the broad knowledge about the structure of the world and commonsense reasoning capabilities of vision-language models (VLMs) to aid legged robots in handling difficult, ambiguous situations. We propose a system, VLM-Predictive Control (VLM-PC), combining two key components that we find to be crucial for eliciting on-the-fly, adaptive behavior selection with VLMs: (1) in-context adaptation over previous robot interactions and (2) planning multiple skills into the future and replanning. We evaluate VLM-PC on several challenging real-world obstacle courses, involving dead ends and climbing and crawling, on a Go1 quadruped robot. Our experiments show that by reasoning over the history of interactions and future plans, VLMs enable the robot to autonomously perceive, navigate, and act in a wide range of complex scenarios that would otherwise require environment-specific engineering or human guidance.


翻译:腿式机器人在物理上能够适应多种环境并克服各类障碍。例如,在搜救任务中,腿式机器人可攀越瓦砾、穿越缝隙并摆脱死胡同。然而,机器人控制器需对此类多变障碍作出智能响应,这要求其能成功应对意外及非常规场景。这对当前学习方法构成了公开挑战——这些方法在缺乏大量人工监督时,往往难以泛化至长尾分布的意外情况。为解决该问题,我们研究如何利用视觉语言模型(VLMs)中关于世界结构的广泛知识与常识推理能力,以协助腿式机器人处理困难且模糊的情境。我们提出VLM预测控制系统(VLM-PC),其融合了两个对实现VLM即时自适应行为选择至关重要的组件:(1)基于历史交互的上下文自适应机制;(2)面向多技能的未来规划与重规划能力。我们在搭载Go1四足机器人的多个真实世界障碍场景(包含死胡同、攀爬与匍匐任务)中对VLM-PC进行评估。实验表明,通过对交互历史与未来规划进行推理,VLM使机器人能够在广泛复杂场景中自主感知、导航与行动,而此类场景通常需要针对特定环境进行工程优化或依赖人工引导。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
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
0+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
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
《美陆军条例:陆军指挥政策(2026版)》
专知会员服务
7+阅读 · 今天8:10
《军用自主人工智能系统的治理与安全》
专知会员服务
5+阅读 · 今天8:02
《系统簇式多域作战规划范畴论框架》
专知会员服务
9+阅读 · 4月20日
高效视频扩散模型:进展与挑战
专知会员服务
4+阅读 · 4月20日
乌克兰前线的五项创新
专知会员服务
8+阅读 · 4月20日
 军事通信系统与设备的技术演进综述
专知会员服务
7+阅读 · 4月20日
《北约标准:医疗评估手册》174页
专知会员服务
6+阅读 · 4月20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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
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
0+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
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