InfiniteWorld: El Futuro del Aprendizaje de Robots
Una nueva plataforma donde los robots pueden aprender a interactuar y adquirir habilidades como los humanos.
Pengzhen Ren, Min Li, Zhen Luo, Xinshuai Song, Ziwei Chen, Weijia Liufu, Yixuan Yang, Hao Zheng, Rongtao Xu, Zitong Huang, Tongsheng Ding, Luyang Xie, Kaidong Zhang, Changfei Fu, Yang Liu, Liang Lin, Feng Zheng, Xiaodan Liang
― 9 minilectura
Tabla de contenidos
- La Necesidad de un Simulador Unificado
- ¿Qué es InfiniteWorld?
- Características Clave de InfiniteWorld
- Construyendo el Entorno de Simulación
- Construcción de Recursos Físicos
- Tareas de Interacción de Robots
- Nuevos Estándares y Tareas
- La Importancia de la Interacción Social
- Interacciones Jerárquicas y Horizontales
- Abordando los Desafíos
- Superando la Escasez de Datos
- El Papel de la IA en InfiniteWorld
- Interacción Impulsada por el Lenguaje
- Tareas y Objetivos
- Evaluación del Rendimiento de los Robots
- Configuración del Robot
- Configuraciones Experimentales
- El Mapa de Ocupación
- Planificación de Caminos
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
¡Bienvenido a InfiniteWorld, una plataforma de simulación única diseñada para robots que quieren aprender e interactuar como lo hacen los humanos! Si alguna vez pensaste que los robots necesitarían un lugar para jugar y mejorar sus habilidades, ¡este es el lugar! Imagina un mundo virtual donde los robots pueden interactuar con su entorno, aprender tareas e incluso tener experiencias sociales. ¡Es como darles un videojuego para que practiquen antes de saltar al mundo real!
La Necesidad de un Simulador Unificado
En el mundo de la inteligencia artificial y la robótica, tener un lugar central para aprender es crucial. Antes, diferentes equipos trabajaban en varias plataformas, creando herramientas y entornos que no siempre funcionaban bien juntos. Este enfoque disperso llevó a confusiones y esfuerzos desperdiciados, como intentar leer un libro con páginas faltantes. Aquí, el objetivo era crear una sola plataforma donde todo encajara sin problemas.
¿Qué es InfiniteWorld?
InfiniteWorld está construido sobre un sistema potente que permite interacciones realistas entre robots. Combina gráficos avanzados y física para crear un espacio donde los robots pueden aprender a través de prueba y error. ¡Piénsalo como un campamento de entrenamiento para robots! Con InfiniteWorld, podemos crear una variedad de entornos y tareas, ayudando a los robots a volverse más hábiles y versátiles.
Características Clave de InfiniteWorld
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Interfaz Unificada: Todos los recursos y características están empaquetados en una sola plataforma, facilitando a los investigadores y desarrolladores crear y probar diferentes escenarios.
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Gran Variedad de Recursos: InfiniteWorld admite una amplia selección de objetos y escenas en 3D para que los robots interactúen. Ya sea muebles, comida o entornos al aire libre, hay algo para cada necesidad de entrenamiento de robot.
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Tareas de Aprendizaje Mejoradas: Los robots no solo aprenden a navegar; también pueden entender tareas complejas que involucran interacciones sociales. ¡Es como agregar una capa extra de diversión a su entrenamiento!
Construyendo el Entorno de Simulación
Crear una simulación realista no es tarea fácil. Los desarrolladores de InfiniteWorld incorporaron diferentes métodos para asegurarse de que todo se vea y se sienta real. Reunieron varias técnicas para construir escenas y diseñar actividades donde los robots puedan practicar sus habilidades. El entorno en InfiniteWorld permite a los robots explorar y aprender de sus errores, al igual que lo hacen los niños al jugar.
Construcción de Recursos Físicos
Una de las características destacadas de InfiniteWorld es su capacidad para simular física del mundo real. Esto significa que cuando un robot mueve un objeto, responde exactamente como lo haría en el mundo real. No es solo para lucir bien; es esencial para enseñar a los robots cómo gestionar tareas que dependen de interacciones físicas.
Creación Avanzada de Escenas
El equipo detrás de InfiniteWorld utilizó un método llamado "construcción de recursos impulsada por generación", que es solo una forma elegante de decir que pueden crear mundos y objetos desde cero basándose en descripciones simples. Si le dices que quieres un café futurista con asientos al aire libre, puede hacerlo más rápido de lo que puedes decir “roboto-latte”.
Tareas de Interacción de Robots
Los desarrolladores querían que los robots participaran en tareas que reflejaran situaciones de la vida real. Así que diseñaron actividades interactivas para los robots, que incluyeron actividades sociales y esfuerzos colaborativos.
Nuevos Estándares y Tareas
Para desafiar realmente a los robots, introdujeron varios estándares o pruebas que miden sus capacidades. Estas tareas requieren que los robots no solo piensen en sus acciones, sino que también interactúen con otros robots y su entorno de formas complejas.
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Exploración Colaborativa del Gráfico de Escenas (SGCE): Esta tarea permite a los robots explorar un entorno juntos, compartiendo información para crear una mejor comprensión de lo que están viendo. ¡Imagina un grupo de amigos tratando de orientarse en una nueva ciudad; trabajan juntos, compartiendo consejos y direcciones!
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Manipulación Social Móvil en Mundo Abierto (OWSMM): En esta tarea, los robots interactúan entre sí mientras manejan objetos. Esto simula situaciones donde los robots podrían necesitar comunicarse y colaborar en tareas, justo como lo hacen las personas cuando trabajan en proyectos grupales.
La Importancia de la Interacción Social
En el ámbito de la robótica, la interacción entre máquinas es tan importante como la interacción entre humanos. Las tareas de navegación social permiten a los robots interactuar entre sí en varios roles, como un maestro ayudando a un estudiante.
Interacciones Jerárquicas y Horizontales
Para darle vida a las cosas, los robots pueden participar en dos tipos de interacciones: jerárquicas y horizontales.
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Interacción Jerárquica: Piénsalo como una relación de mentor y aprendiz. Un robot tiene más conocimiento y puede guiar al otro en la realización de tareas. Esto no solo ayuda a alcanzar metas, sino que también permite compartir conocimientos esenciales.
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Interacción Horizontal: En este enfoque, todos los robots están en pie de igualdad, compartiendo conocimientos y trabajando juntos para lograr un objetivo común. Es un escenario de trabajo en equipo donde los robots deben escuchar y comunicarse de manera efectiva para tener éxito.
Abordando los Desafíos
Mientras construían una plataforma tan ambiciosa, los desarrolladores enfrentaron desafíos similares a los de proyectos de la vida real. Uno de los mayores obstáculos fue asegurarse de que todas las diferentes piezas del simulador funcionaran sin problemas juntas.
Superando la Escasez de Datos
Una preocupación en el mundo de la robótica es encontrar suficientes datos para el entrenamiento. Dado que obtener datos del mundo real puede ser costoso y complicado, usar simulaciones como alternativa es una elección inteligente. InfiniteWorld permite generar grandes conjuntos de datos de los que los robots pueden aprender sin arruinarse.
El Papel de la IA en InfiniteWorld
La inteligencia artificial juega un papel significativo en el funcionamiento de InfiniteWorld. Ayuda a los robots a interpretar su entorno y a tomar mejores decisiones mientras exploran.
Interacción Impulsada por el Lenguaje
Los desarrolladores integraron un sistema mediante el cual los robots podían seguir instrucciones dadas en lenguaje natural. Esto significa que podrías darle a tu robot un comando simple como “toma la caja roja de la mesa”, y sabría qué hacer. ¡Esta característica no solo facilita las interacciones, sino que también hace que los robots se sientan más inteligentes!
Tareas y Objetivos
¡Cada robot necesita un propósito! InfiniteWorld establece el escenario con varias tareas. Desde navegación simple hasta manipulaciones complejas, estas tareas ayudan a los robots a aprender y adaptarse a nuevas situaciones.
Evaluación del Rendimiento de los Robots
Las pruebas de rendimiento son cruciales para entender qué tan bien pueden navegar los robots por su entorno o completar tareas. InfiniteWorld tiene varios estándares diseñados para evaluar estas habilidades de manera integral.
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Navegación Loco-Objecto: En esta tarea, los robots navegan a través de un espacio para encontrar un objeto basado en instrucciones dadas. El éxito depende de la capacidad del robot para comprender el lenguaje y maniobrar de manera efectiva.
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Manipulación Loco: Similar a la tarea de Navegación Loco-Objecto, esta agrega otra capa. Los robots no solo encuentran un objeto, sino que también deben manipularlo. Esto implica entender cómo recogerlo y dónde colocarlo.
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Exploración Colaborativa del Gráfico de Escenas: Esta tarea desafía a los robots a construir conocimiento sobre su entorno mientras trabajan juntos. Comparten lo que aprenden, creando un mapa más completo de su entorno.
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Manipulación Móvil Social en Mundo Abierto: Esto pone el aspecto de interacción social en primer plano, con robots que necesitan comunicarse y trabajar juntos para manipular objetos dentro de un entorno abierto.
Configuración del Robot
Para llevar a cabo tareas sin problemas, se necesita un tipo específico de configuración de robot. En este caso, se utiliza el robot Stretch. Tiene ruedas que le permiten moverse en cualquier dirección y un brazo flexible que puede manejar diversas tareas. Esta configuración permite que los robots realicen tareas de manipulación móvil de manera eficiente.
Configuraciones Experimentales
Los investigadores llevan a cabo experimentos en InfiniteWorld para probar varias configuraciones y capacidades. Estas pruebas ayudan a mejorar el rendimiento general de los robots mientras navegan por las tareas.
El Mapa de Ocupación
Para ayudar con la navegación, los desarrolladores introdujeron algo llamado un mapa de ocupación. Es un poco como un mapa del tesoro para robots, que indica dónde pueden ir y dónde están los obstáculos.
Planificación de Caminos
Los robots también tienen un sistema de seguimiento de caminos que les ayuda a navegar hacia sus objetivos, asegurándose de evitar obstáculos en el camino. Este uso de la tecnología no solo mejora la eficiencia de los robots, sino que también reduce el tiempo que pasan navegando.
Conclusión
InfiniteWorld representa un gran avance en el mundo de la robótica y la inteligencia artificial. Al proporcionar una plataforma unificada llena de varios recursos y tareas, permite un entrenamiento y evaluación integral de los agentes robóticos. Con emocionantes tareas interactivas y entornos realistas, los robots pueden aprender habilidades sociales mientras dominan tareas complejas. Imagina un futuro donde los robots interactúan sin problemas con los humanos y contribuyen positivamente a nuestras vidas. ¡InfiniteWorld puede ser solo el primer paso en ese camino!
Así que, si alguna vez ves a un robot navegando en un café, participando en charlas sociales, o tal vez incluso sirviéndote café, recuerda, ¡podría ser un graduado de InfiniteWorld!
Fuente original
Título: InfiniteWorld: A Unified Scalable Simulation Framework for General Visual-Language Robot Interaction
Resumen: Realizing scaling laws in embodied AI has become a focus. However, previous work has been scattered across diverse simulation platforms, with assets and models lacking unified interfaces, which has led to inefficiencies in research. To address this, we introduce InfiniteWorld, a unified and scalable simulator for general vision-language robot interaction built on Nvidia Isaac Sim. InfiniteWorld encompasses a comprehensive set of physics asset construction methods and generalized free robot interaction benchmarks. Specifically, we first built a unified and scalable simulation framework for embodied learning that integrates a series of improvements in generation-driven 3D asset construction, Real2Sim, automated annotation framework, and unified 3D asset processing. This framework provides a unified and scalable platform for robot interaction and learning. In addition, to simulate realistic robot interaction, we build four new general benchmarks, including scene graph collaborative exploration and open-world social mobile manipulation. The former is often overlooked as an important task for robots to explore the environment and build scene knowledge, while the latter simulates robot interaction tasks with different levels of knowledge agents based on the former. They can more comprehensively evaluate the embodied agent's capabilities in environmental understanding, task planning and execution, and intelligent interaction. We hope that this work can provide the community with a systematic asset interface, alleviate the dilemma of the lack of high-quality assets, and provide a more comprehensive evaluation of robot interactions.
Autores: Pengzhen Ren, Min Li, Zhen Luo, Xinshuai Song, Ziwei Chen, Weijia Liufu, Yixuan Yang, Hao Zheng, Rongtao Xu, Zitong Huang, Tongsheng Ding, Luyang Xie, Kaidong Zhang, Changfei Fu, Yang Liu, Liang Lin, Feng Zheng, Xiaodan Liang
Última actualización: 2024-12-07 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2412.05789
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.05789
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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