There are several challenges in developing a model for multi-tasking humanoid control. Reinforcement learning and imitation learning approaches are quite popular in this domain. However, there is a trade-off between the two. Reinforcement learning is not the best option for training a humanoid to perform multiple behaviors due to training time and model size, and imitation learning using kinematics data alone is not appropriate to realize the actual physics of the motion. Training models to perform multiple complex tasks take long training time due to high DoF and complexities of the movements. Although training models offline would be beneficial, another issue is the size of the dataset, usually being quite large to encapsulate multiple movements. Many papers have implemented state of the art deep learning models such as transformers to control humanoid characters and predict their motion based on a large dataset of recorded/reference motion. In this paper, we train a GPT on a large dataset of noisy expert policy rollout observations from a humanoid motion dataset as a pre-trained model and fine tune that model on a smaller dataset of noisy expert policy rollout observations and actions to autoregressively generate physically plausible motion trajectories. We show that it is possible to train a GPT-based foundation model on a smaller dataset in shorter training time to control a humanoid in a realistic physics environment to perform human-like movements.


翻译:开发多任务人形机器人控制模型面临若干挑战。强化学习与模仿学习是该领域的主流方法,但二者存在内在权衡:由于训练时间与模型规模的限制,强化学习不适用于训练人形机器人执行多类行为;而仅使用运动学数据的模仿学习难以实现动作的真实物理特性。由于高自由度与动作复杂性,训练模型执行多重复杂任务需要漫长训练周期。虽然离线训练具有优势,但数据集规模通常需足够庞大以涵盖多种运动模式,这构成另一难题。现有研究多采用Transformer等先进深度学习模型,基于大规模记录/参考运动数据集控制人形角色并预测其运动。本文提出一种新方法:首先在包含噪声专家策略推演观测数据的大规模人形运动数据集上预训练GPT模型,随后在包含噪声专家策略推演观测与动作的小规模数据集上对该模型进行微调,使其能够自回归生成物理合理的运动轨迹。实验表明,基于较小数据集在较短训练周期内训练GPT基础模型,可在真实物理环境中控制人形机器人执行类人运动。

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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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