Robot learning is witnessing a significant increase in the size, diversity, and complexity of pre-collected datasets, mirroring trends in domains such as natural language processing and computer vision. Many robot learning methods treat such datasets as multi-task expert data and learn a multi-task, generalist policy by training broadly across them. Notably, while these generalist policies can improve the average performance across many tasks, the performance of generalist policies on any one task is often suboptimal due to negative transfer between partitions of the data, compared to task-specific specialist policies. In this work, we argue for the paradigm of training policies during deployment given the scenarios they encounter: rather than deploying pre-trained policies to unseen problems in a zero-shot manner, we non-parametrically retrieve and train models directly on relevant data at test time. Furthermore, we show that many robotics tasks share considerable amounts of low-level behaviors and that retrieval at the "sub"-trajectory granularity enables significantly improved data utilization, generalization, and robustness in adapting policies to novel problems. In contrast, existing full-trajectory retrieval methods tend to underutilize the data and miss out on shared cross-task content. This work proposes STRAP, a technique for leveraging pre-trained vision foundation models and dynamic time warping to retrieve sub-sequences of trajectories from large training corpora in a robust fashion. STRAP outperforms both prior retrieval algorithms and multi-task learning methods in simulated and real experiments, showing the ability to scale to much larger offline datasets in the real world as well as the ability to learn robust control policies with just a handful of real-world demonstrations.


翻译:机器人学习领域正经历着预收集数据集在规模、多样性和复杂性方面的显著增长,这反映了自然语言处理和计算机视觉等领域的趋势。许多机器人学习方法将此类数据集视为多任务专家数据,并通过广泛训练来学习一个多任务、通用型策略。值得注意的是,尽管这些通用策略可以提高许多任务的平均性能,但由于数据分区之间的负迁移效应,通用策略在任何单一任务上的性能通常逊于针对特定任务的专家策略。在本工作中,我们主张在部署过程中根据策略所遇到的场景进行训练这一范式:我们并非以零样本方式将预训练策略部署到未见问题上,而是在测试时以非参数化方式直接从相关数据中检索并训练模型。此外,我们证明许多机器人任务共享大量低层行为,并且在"子"轨迹粒度上进行检索能够显著提高数据利用率、泛化能力和鲁棒性,从而将策略适应到新问题上。相比之下,现有的全轨迹检索方法往往未能充分利用数据,并错过了跨任务共享的内容。本研究提出了STRAP,这是一种利用预训练视觉基础模型和动态时间规整技术,以鲁棒的方式从大型训练语料库中检索轨迹子序列的方法。STRAP在仿真和真实实验中均优于先前的检索算法和多任务学习方法,展示了其能够扩展到现实世界中更大的离线数据集的能力,以及仅需少量真实世界演示即可学习鲁棒控制策略的能力。

1
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
【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
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
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
46+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
3+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2023年6月6日
Transformers in Remote Sensing: A Survey
Arxiv
25+阅读 · 2022年9月2日
Arxiv
37+阅读 · 2021年9月28日
Arxiv
25+阅读 · 2018年1月24日
VIP会员
相关资讯
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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
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
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
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
46+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
3+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员