Navigation foundation models trained on massive web-scale data enable agents to generalize across diverse environments and embodiments. However, these models, which are trained solely on offline data, often lack the capacity to reason about the consequences of their actions or adapt through counterfactual understanding. They thus face significant limitations in real-world urban navigation, where interactive and safe behaviors, such as avoiding obstacles and moving pedestrians, are critical. To tackle these challenges, we introduce the Seeing-to-Experiencing (S2E) learning framework to scale the capability of navigation foundation models with reinforcement learning. S2E combines the strengths of pretraining on offline videos and post-training through reinforcement learning. It maintains the model's generalizability acquired from large-scale real-world videos while enhancing its interactivity through reinforcement learning in simulation environments. Specifically, we introduce two innovations: (1) an Anchor-Guided Distribution Matching strategy for offline pretraining, which stabilizes learning and models diverse motion patterns through anchor-based supervision; and (2) a Residual-Attention Module for reinforcement learning, which obtains reactive behaviors from simulation environments without erasing the model's pretrained knowledge. Moreover, we establish a comprehensive end-to-end evaluation benchmark, NavBench-GS, built on photorealistic 3D Gaussian Splatting reconstructions of real-world scenes that incorporate physical interactions. It can systematically assess the generalizability and safety of navigation foundation models.


翻译:基于大规模网络数据训练的导航基础模型使智能体能够泛化至不同环境与形态。然而,这些仅依赖离线数据训练的模型往往缺乏对行为后果的推理能力,也无法通过反事实理解进行适应。因此在真实城市导航场景中面临显著局限——此类环境中,如规避障碍物与移动行人等交互式安全行为至关重要。为应对这些挑战,我们提出"看见到体验"(S2E)学习框架,通过强化学习扩展导航基础模型的能力。S2E融合了离线视频预训练与强化学习后训练的优势,在保持模型从大规模真实世界视频获得的泛化能力的同时,通过仿真环境中的强化学习增强其交互性。具体而言,我们引入两项创新:(1) 用于离线预训练的锚点引导分布匹配策略,通过基于锚点的监督稳定学习过程并建模多样化运动模式;(2) 用于强化学习的残差注意力模块,在保留模型预训练知识的前提下从仿真环境获取反应性行为。此外,我们基于融入物理交互的真实场景光场重建技术,建立了端到端综合评估基准NavBench-GS,可系统评估导航基础模型的泛化能力与安全性。

0
下载
关闭预览

相关内容

自动驾驶中的基础模型:场景生成与场景分析综述
专知会员服务
28+阅读 · 2025年6月16日
《用于空战机动的分层多智能体强化学习》
专知会员服务
71+阅读 · 2023年10月5日
可解释强化学习,Explainable Reinforcement Learning: A Survey
专知会员服务
133+阅读 · 2020年5月14日
「知识增强预训练语言模型」最新研究综述
专知
18+阅读 · 2022年11月18日
「基于通信的多智能体强化学习」 进展综述
基于模型的强化学习综述
专知
42+阅读 · 2022年7月13日
PlaNet 简介:用于强化学习的深度规划网络
谷歌开发者
13+阅读 · 2019年3月16日
展望:模型驱动的深度学习
人工智能学家
12+阅读 · 2018年1月23日
【强化学习】强化学习+深度学习=人工智能
产业智能官
55+阅读 · 2017年8月11日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
44+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+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
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
VIP会员
最新内容
致命七类无人机:无人机时代的演进型合成兵种
专知会员服务
1+阅读 · 49分钟前
《异构无人水面艇集群作战自主制导算法》130页
《人工智能能通过美国陆军战争学院吗?》报告
军事域人工智能驱动系统的治理
专知会员服务
4+阅读 · 9月14日
相关VIP内容
自动驾驶中的基础模型:场景生成与场景分析综述
专知会员服务
28+阅读 · 2025年6月16日
《用于空战机动的分层多智能体强化学习》
专知会员服务
71+阅读 · 2023年10月5日
可解释强化学习,Explainable Reinforcement Learning: A Survey
专知会员服务
133+阅读 · 2020年5月14日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
44+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+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
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员