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# Computerwissenschaften # Robotik # Künstliche Intelligenz # Rechnen und Sprache # Computer Vision und Mustererkennung # Maschinelles Lernen

CogACT: Der nächste Schritt im Roboterlernen

CogACT kombiniert Sprache und Handlung für intelligentere Roboter im Alltag.

Qixiu Li, Yaobo Liang, Zeyu Wang, Lin Luo, Xi Chen, Mozheng Liao, Fangyun Wei, Yu Deng, Sicheng Xu, Yizhong Zhang, Xiaofan Wang, Bei Liu, Jianlong Fu, Jianmin Bao, Dong Chen, Yuanchun Shi, Jiaolong Yang, Baining Guo

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CogACT: Intelligente CogACT: Intelligente Roboter-Evolution für praktische Aufgaben. Die Revolutionierung des Roboterlernens
Inhaltsverzeichnis

Willkommen in der Welt von CogACT, einem Modell für Roboter, das Bilder, Sprache und Aktionen verstehen kann. Stell dir vor, es ist wie einem Roboter beizubringen, wie er Anweisungen folgen und gleichzeitig Dinge aufnehmen und herumbewegen kann. Mit CogACT können wir Robotern helfen, im Haushalt nützlicher zu werden oder vielleicht sogar im Restaurant als der perfekte Assistent zu agieren.

Das grosse Ganze

In den letzten Jahren gab es viel Aufregung über Roboter, die Aufgaben durch Sprache angeleitet erledigen können. Stell dir vor, du sagst einem Roboter, er soll eine Tasse aufheben oder einige Teller stapeln. Klingt wie eine Szene aus einem futuristischen Film, oder? Nun, mit Modellen wie CogACT wird das mehr und mehr zur Realität. Diese Roboter lernen, Aufgaben besser zu verstehen und zu erledigen als je zuvor.

Was macht CogACT besonders?

CogACT unterscheidet sich von anderen Robotermodellen, weil es sich darauf konzentriert, den Prozess der Aufgabenerledigung zu zerlegen. Statt dem Roboter einfach zu sagen, was er tun soll, achtet es sowohl auf das Denken (Kognition) als auch auf die Handlung. Es ist also wie zwei Gehirne in einem Roboter — eines, das denkt, und eines, das handelt. Dieses besondere Setup hilft dem Roboter, Aufgaben genauer auszuführen.

Erfolgsquoten, die dich umhauen!

Wenn wir CogACT mit anderen Robotern vergleichen, strahlt es wirklich. In Tests zeigte dieses Modell eine viel höhere Erfolgsquote. Es ist, als wäre der Roboter von einem B-Schüler zu einem Einser-Schüler aufgestiegen! Tatsächlich übertraf es einige der grösseren Modelle, die mehr „Geist“ haben, und beweist damit, dass Grösse nicht alles ist.

Lernen aus Erfahrung

Eine coole Eigenschaft von CogACT ist, dass es aus seinen vergangenen Aktionen lernt. Wenn der Roboter versucht, eine Aufgabe zu erledigen, erinnert er sich daran, was funktioniert hat und was nicht. Denk daran wie ein Kind, das das Radfahren lernt — es könnte ein paar Mal fallen, wird aber mit Übung besser. Das bedeutet, dass CogACT sich schnell an neue Aufgaben und Umgebungen anpassen kann.

Die Roboter in Aktion

CogACT wurde an verschiedenen Robotertypen getestet. Im Labor war es erfolgreich darin, Tassen zu stapeln und Gegenstände aufzuheben. Stell dir einen kleinen Roboter-Kellner vor, der dir Getränke mit perfektem Gleichgewicht serviert — das ist der Traum! Die Tests haben gezeigt, dass das Modell nicht nur Anweisungen folgen, sondern auch in neuen Situationen Dinge herausfinden kann.

Verschiedene Roboter im Blick

Was beeindruckend ist, ist, dass CogACT mit verschiedenen Robotern arbeiten kann. Egal, ob es ein Roboterarm oder eine komplexere Maschine ist, das Modell passt seine Fähigkeiten an den jeweiligen Robotertyp an. Es ist wie beim Hundetraining — einige Hunde bringen den Ball zurück, während andere Tricks lernen. Das bietet viel Flexibilität beim Bau von Robotern, die in unterschiedlichen Rollen eingesetzt werden können.

Diffusionsaktions-Transformer: Die geheime Zutat

Jetzt sprechen wir über die „geheime Zutat“, die CogACT so effektiv macht — Diffusionsaktions-Transformer. Diese sind wie die magische Zutat in einem Rezept. Die Transformer ermöglichen es dem Roboter, über eine Reihe von Aktionen nachzudenken, anstatt nur über eine auf einmal. Das führt zu sanfteren und genaueren Bewegungen. Es ist ein bisschen so, wie Tänzer üben, um ihre Bewegungen vor einer grossen Aufführung richtig hinzubekommen.

Vergleichen mit anderen

CogACT redet nicht nur, es handelt auch. Bei Tests gegen andere Roboter-Modelle zeigte CogACT viel bessere Ergebnisse bei verschiedenen Aufgaben. Es liess die Konkurrenz hinter sich und machte klar, dass dieses Modell ein ernstzunehmender Anwärter in der Robotikwelt ist.

Der Verstand gegen die Muskeln

Denk an das Gehirn als Kognition und den Körper als Aktion. CogACT trennt diese beiden Rollen, damit sie zusammenarbeiten können, ohne sich im Weg zu stehen. Das bedeutet, während der Roboter darüber nachdenkt, was als Nächstes zu tun ist, ist er auch bereit, sofort in Aktion zu treten. Es ist wie in einem Sportteam, in dem jeder seinen Platz kennt und gut zusammen spielt.

Tests in der realen Welt

CogACT wurde nicht nur im Labor getestet, sondern auch in realen Situationen. Den Robotern wurden Aufgaben gegeben, wie das Aufheben und Platzieren von Objekten auf verschiedenen Oberflächen. Die Ergebnisse waren vielversprechend und zeigten, dass die Roboter unerwartete Herausforderungen meistern konnten, ähnlich wie ein Kellner, der in einem geschäftigen Restaurant Essen serviert, ohne ein Getränk zu verschütten.

Ein Schritt weiter: Feinabstimmung

Ein Aspekt von CogACT, der heraussticht, ist die Feinabstimmung. Das ist wie zusätzliche Trainingseinheiten für den Roboter, um ihm zu helfen, spezielle Aufgaben besser zu erledigen. Durch praktische Beispiele lernten die Roboter, sich an verschiedene Szenarien anzupassen. Es ist wie ein Trainer, der dir persönliche Tipps gibt, um dein Spiel zu verbessern.

Grenzen verschieben

CogACT experimentiert auch mit verschiedenen Robotern und Aufgaben, um die Grenzen dessen, was sie erreichen können, zu erweitern. Zum Beispiel zeigte das Modell, dass es auch in komplexen Hintergründen oder mit neuen Objekten effizient arbeiten konnte. Es ist wie ein Koch, der ein Gericht mit whatever Zutaten aus dem Kühlschrank zubereitet!

Aktionsensemble: Teamarbeit macht den Traum wahr

Um die Leistungsfähigkeit bei Aufgaben zu verbessern, verwendet CogACT eine adaptive Aktionsensemble-Strategie. Das ist wie eine Gruppe von Freunden, die dir bei einem Projekt helfen. Jeder Freund bringt etwas anderes mit ein, und zusammen schaffen sie etwas Grossartiges. Dieses Ensemble hilft dabei, vergangene Vorhersagen mit neuen zu kombinieren, um die Erfolgsquoten zu verbessern.

Fazit: Die Zukunft ist hell

CogACT eröffnet eine Welt voller Möglichkeiten, wie Roboter lernen und Aufgaben erledigen können. Mit seiner Fähigkeit, Anweisungen zu verstehen, sich an neue Situationen anzupassen und aus Erfahrungen zu lernen, sieht die Zukunft für robotische Assistenten vielversprechend aus. Stell dir eine Welt vor, in der Roboter bei Aufgaben zu Hause, in Geschäften und in anderen Umgebungen helfen, damit Menschen sich auf wichtigere Dinge konzentrieren können.

Während die Technologie weiter voranschreitet, wer weiss, welche aufregenden Entwicklungen uns in der Welt der Robotik erwarten? Mit Modellen wie CogACT, die den Weg ebnen, könnten wir vielleicht schon bald neben diesen hilfreichen Maschinen leben!

Danksagungen und Danke

Keine Erfindung geschieht allein! Von den Ingenieuren bis zu den Entwicklern – jeder, der an der Erstellung und dem Testen von CogACT beteiligt war, verdient einen Applaus (oder ein paar Pieptöne, wenn dir das lieber ist). Ihre harte Arbeit ist es, die die Magie möglich macht.

Also, auf eine Zukunft, in der Roboter nicht nur Werkzeuge sind, sondern auch Partner bei der gemeinsamen Erreichung grossartiger Dinge!

Originalquelle

Titel: CogACT: A Foundational Vision-Language-Action Model for Synergizing Cognition and Action in Robotic Manipulation

Zusammenfassung: The advancement of large Vision-Language-Action (VLA) models has significantly improved robotic manipulation in terms of language-guided task execution and generalization to unseen scenarios. While existing VLAs adapted from pretrained large Vision-Language-Models (VLM) have demonstrated promising generalizability, their task performance is still unsatisfactory as indicated by the low tasks success rates in different environments. In this paper, we present a new advanced VLA architecture derived from VLM. Unlike previous works that directly repurpose VLM for action prediction by simple action quantization, we propose a omponentized VLA architecture that has a specialized action module conditioned on VLM output. We systematically study the design of the action module and demonstrates the strong performance enhancement with diffusion action transformers for action sequence modeling, as well as their favorable scaling behaviors. We also conduct comprehensive experiments and ablation studies to evaluate the efficacy of our models with varied designs. The evaluation on 5 robot embodiments in simulation and real work shows that our model not only significantly surpasses existing VLAs in task performance and but also exhibits remarkable adaptation to new robots and generalization to unseen objects and backgrounds. It exceeds the average success rates of OpenVLA which has similar model size (7B) with ours by over 35% in simulated evaluation and 55% in real robot experiments. It also outperforms the large RT-2-X model (55B) by 18% absolute success rates in simulation. Code and models can be found on our project page (https://cogact.github.io/).

Autoren: Qixiu Li, Yaobo Liang, Zeyu Wang, Lin Luo, Xi Chen, Mozheng Liao, Fangyun Wei, Yu Deng, Sicheng Xu, Yizhong Zhang, Xiaofan Wang, Bei Liu, Jianlong Fu, Jianmin Bao, Dong Chen, Yuanchun Shi, Jiaolong Yang, Baining Guo

Letzte Aktualisierung: 2024-11-29 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2411.19650

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.19650

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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