Robot policy learning is dominated by zeroth-order methods such as PPO, which treat the simulator as a black box and pay for it with enormous sample counts. First-order policy learning differentiates through the dynamics, but on contact-rich whole-body control it has rarely worked: its gradients explode. A recent world-model method showed that derivative information can make humanoid motion tracking far more efficient, using surrogate gradients of a learned model. We show that exact gradients of the simulator itself do better, once two obstacles are removed. Exact gradients contain rare unbounded samples, because contact dynamics is not differentiable everywhere and its derivative diverges near some events; and they are expensive, because the simulator's adjoint has to replay the contact solve. $\nabla$Mimic bounds these samples with median-relative per-sample gradient clipping at every step of the backward pass, and reuses each costly simulated window by multistep regression onto gradient-derived action targets, which bounds every action target independently of the gradient scale. NablaEngine, a differentiable GPU simulation engine for the Unitree G1, removes the cost: it computes MuJoCo's full contact dynamics with fused per-world kernels and the adjoint of a whole control step as a single megakernel, with analytic gradients that match float64 finite differences, $11.5\times$ faster than the available MuJoCo Warp adjoint. On whole-body tracking of all 40 LAFAN1 clips with one policy on one GPU, $\nabla$Mimic reaches the score reported by the state-of-the-art world-model method, 0.82, in 20 minutes instead of 1.2 h, and 0.874 in 1.8 h. SHAC, the standard first-order baseline, stops on exploding gradients within minutes. We release NablaEngine and $\nabla$Mimic as open-source infrastructure for first-order humanoid policy learning.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【CMU博士论文】机器人深度强化学习,128页pdf
专知会员服务
133+阅读 · 2020年8月27日
基于 Carsim 2016 和 Simulink的无人车运动控制联合仿真(四)
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
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 · 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
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
19+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
11+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
4+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
7+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6日
相关基金
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 · 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
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
19+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员