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# Informatique # Robotique

InfiniteWorld : L'avenir de l'apprentissage des robots

Une nouvelle plateforme où les robots peuvent apprendre à interagir et à acquérir des compétences comme les humains.

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

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Les robots apprennent Les robots apprennent comme des humains maintenant. des simulations réalistes. des robots grâce à l'interaction et à InfiniteWorld révolutionne la formation
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Bienvenue dans InfiniteWorld, une plateforme de simulation unique conçue pour les robots qui veulent apprendre et interagir comme des humains. Si tu as déjà pensé que les robots avaient besoin d'un endroit pour jouer et développer leurs compétences, c'est ici ! Imagine un monde virtuel où les robots peuvent interagir avec leur environnement, apprendre des tâches et même vivre des expériences sociales. C'est comme leur donner un jeu vidéo pour s'entraîner avant de plonger dans le monde réel !

Le besoin d'un simulateur unifié

Dans le monde de l'intelligence artificielle et de la robotique, avoir un endroit central pour apprendre est crucial. Avant, différentes équipes bossaient sur plusieurs plateformes, créant des outils et des environnements qui n’étaient pas toujours compatibles. Cette approche dispersée a créé de la confusion et des efforts perdus, un peu comme essayer de lire un livre avec des pages manquantes. Ici, l'objectif était de créer une plateforme unique où tout fonctionne bien ensemble.

Qu'est-ce qu'InfiniteWorld ?

InfiniteWorld repose sur un système puissant permettant des interactions réalistes entre robots. Ça combine des graphismes avancés et de la physique pour créer un espace où les robots peuvent apprendre par essais et erreurs. Pense à ça comme un camp d'entraînement complet pour robots ! Avec InfiniteWorld, on peut créer une variété d'environnements et de tâches, aidant les robots à devenir plus habiles et polyvalents.

Caractéristiques clés d'InfiniteWorld

  1. Interface unifiée : Tous les actifs et fonctionnalités sont regroupés sur une seule plateforme, ce qui facilite la création et le test de différents scénarios pour les chercheurs et développeurs.

  2. Grande variété d'actifs : InfiniteWorld propose un large choix d'objets 3D et de scènes avec lesquels les robots peuvent interagir. Que ce soit des meubles, de la nourriture ou des environnements extérieurs, il y a de quoi répondre à tous les besoins d'entraînement des robots.

  3. Tâches d'apprentissage améliorées : Les robots n'apprennent pas seulement à naviguer ; ils peuvent aussi comprendre des tâches complexes impliquant des interactions sociales. C'est comme ajouter une couche de plaisir supplémentaire à leur formation !

Construire l'environnement de simulation

Créer une simulation réaliste n'est pas une mince affaire. Les développeurs d'InfiniteWorld ont incorporé différentes méthodes pour s'assurer que tout a l'air et se sente réel. Ils ont rassemblé diverses techniques pour construire des scènes et concevoir des activités où les robots peuvent pratiquer leurs compétences. L'environnement dans InfiniteWorld permet aux robots d'explorer et d'apprendre de leurs erreurs, un peu comme les enfants jouent.

Construction d'actifs physiques

Une des caractéristiques marquantes d'InfiniteWorld est sa capacité à simuler la physique du monde réel. Cela signifie que quand un robot déplace un objet, il réagit comme dans la vraie vie. Ce n’est pas juste pour le spectacle ; c’est essentiel pour apprendre aux robots à gérer des tâches reposant sur des interactions physiques.

Création avancée de scènes

L'équipe derrière InfiniteWorld a utilisé une méthode appelée "construction d'actifs générée par des descriptions", ce qui est juste une façon sophistiquée de dire qu'ils peuvent créer des mondes et des objets à partir de simples descriptions. Si tu lui dis que tu veux un café futuriste avec des places en extérieur, il peut te le faire plus vite que tu peux dire “roboto-latte.”

Tâches d'interaction des robots

Les développeurs voulaient que les robots participent à des tâches qui reflètent des situations de la vie réelle. Ils ont donc conçu des activités interactives pour les robots, y compris des activités sociales et des efforts collaboratifs.

Nouveaux repères et tâches

Pour vraiment mettre au défi les robots, ils ont introduit plusieurs repères ou tests pour évaluer leurs capacités. Ces tâches demandent aux robots non seulement de réfléchir à leurs actions, mais aussi d’interagir avec d'autres robots et leur environnement de manière complexe.

  1. Exploration collaborative de graphes de scènes (SGCE) : Cette tâche permet aux robots d'explorer un environnement ensemble, partageant des informations pour mieux comprendre ce qu'ils voient. Imagine un groupe d'amis essayant de trouver leur chemin dans une nouvelle ville ; ils travaillent ensemble, partageant des conseils et des directions !

  2. Manipulation mobile sociale en monde ouvert (OWSMM) : Dans cette tâche, les robots interagissent les uns avec les autres tout en manipulant des objets. Cela simule des situations où les robots pourraient avoir besoin de communiquer et de collaborer sur des tâches, tout comme les gens le font dans les projets de groupe.

L'importance de l'interaction sociale

Dans le domaine de la robotique, l'interaction entre machines est aussi importante que l'interaction entre humains. Les tâches de navigation sociale permettent aux robots d'interagir entre eux dans divers rôles, comme un enseignant aidant un élève.

Interactions hiérarchiques et horizontales

Pour rendre les choses plus vivantes, les robots peuvent engager deux types d'interactions : hiérarchiques et horizontales.

  • Interaction hiérarchique : Pense à ça comme une relation mentor-mentoré. Un robot a plus de connaissances et peut guider l'autre pour accomplir des tâches. Cela aide non seulement à atteindre des objectifs, mais permet aussi de partager des informations essentielles.

  • Interaction horizontale : Dans cette approche, tous les robots sont à égalité, partageant leurs connaissances et travaillant ensemble pour atteindre un but commun. C'est un scénario de travail d'équipe où les robots doivent écouter et communiquer efficacement pour réussir.

Aborder les défis

En construisant une plateforme aussi ambitieuse, les développeurs ont rencontré des défis similaires à ceux des projets réels. Un des plus gros problèmes était de s'assurer que toutes les différentes parties du simulateur fonctionnaient parfaitement ensemble.

Surmonter la rareté des données

Une préoccupation dans le monde de la robotique est de trouver suffisamment de données pour l’entraînement. Comme obtenir des données du monde réel peut être coûteux et compliqué, utiliser la simulation comme alternative est un choix judicieux. InfiniteWorld permet de générer de grands ensembles de données dont les robots peuvent apprendre sans se ruiner.

Le rôle de l'IA dans InfiniteWorld

L'intelligence artificielle joue un rôle important dans le fonctionnement d'InfiniteWorld. Elle aide les robots à interpréter leur environnement et à prendre de meilleures décisions pendant leurs explorations.

Interaction basée sur le langage

Les développeurs ont intégré un système permettant aux robots de suivre des instructions données en langage naturel. Cela signifie que tu pourrais donner à ton robot un simple ordre comme “prends la boîte rouge sur la table,” et il saurait quoi faire. Cette fonctionnalité rend les interactions plus faciles et fait que les robots ont l'air plus intelligents !

Tâches et objectifs

Chaque robot a besoin d'un but ! InfiniteWorld met en place diverses tâches. De la navigation simple à des manipulations complexes, ces tâches aident les robots à apprendre et à s’adapter à de nouvelles situations.

Évaluation de la performance des robots

Les tests de performance sont cruciaux pour comprendre à quel point les robots peuvent naviguer dans leur environnement ou accomplir des tâches. InfiniteWorld a plusieurs repères conçus pour évaluer ces compétences de manière exhaustive.

  1. Loco-navigation d'objet : Dans cette tâche, les robots naviguent à travers un espace pour trouver un objet en fonction d'instructions données. Le succès dépend de la capacité du robot à comprendre le langage et à manœuvrer efficacement.

  2. Manipulation loco : Semblable à la tâche de Loco-navigation d'objet, celle-ci ajoute une autre couche. Les robots doivent non seulement trouver un objet mais aussi le manipuler. Cela implique de comprendre comment le ramasser et où le placer.

  3. Exploration collaborative de graphes de scènes : Cette tâche met au défi les robots de construire leurs connaissances sur leur environnement tout en travaillant ensemble. Ils partagent ce qu'ils apprennent, créant ainsi une carte plus complète de leur environnement.

  4. Manipulation mobile sociale en monde ouvert : Cela met l'accent sur l'aspect interaction sociale, où les robots doivent communiquer et travailler ensemble pour manipuler des objets dans un environnement ouvert.

Configuration des robots

Pour accomplir les tâches sans accrocs, un type spécifique de configuration de robot est nécessaire. Dans ce cas, on utilise le robot Stretch. Il a des roues qui lui permettent de se déplacer dans toutes les directions et un bras flexible capable de gérer diverses tâches. Cette configuration permet aux robots d'effectuer efficacement des tâches de manipulation mobile.

Paramètres expérimentaux

Les chercheurs réalisent des expériences dans InfiniteWorld pour tester divers réglages et capacités. Ces tests aident à améliorer la performance globale des robots pendant qu'ils naviguent dans les tâches.

La carte d'occupation

Pour aider à la navigation, les développeurs ont introduit quelque chose appelé une carte d'occupation. C'est un peu comme une carte au trésor pour les robots, indiquant où ils peuvent aller et où se trouvent les obstacles.

Planification de chemin

Les robots ont aussi un système de suivi de chemin qui les aide à naviguer vers leurs cibles, en évitant les obstacles en chemin. Cet usage de la technologie améliore non seulement l'efficacité des robots, mais réduit aussi le temps passé à naviguer.

Conclusion

InfiniteWorld représente un bond en avant dans le monde de la robotique et de l'intelligence artificielle. En fournissant une plateforme unifiée remplie de divers actifs et tâches, elle permet une formation et une évaluation complètes des agents robotiques. Avec des tâches interactives passionnantes et des environnements réalistes, les robots peuvent apprendre des compétences sociales tout en maîtrisant des tâches complexes. Imagine un futur où les robots interagissent harmonieusement avec les humains et contribuent positivement à nos vies. InfiniteWorld pourrait bien être le premier pas sur ce chemin.

Alors, si tu croises un robot naviguant dans un café, engageant des discussions sociales, ou peut-être même te servant un café, souviens-toi, c'est peut-être un diplômé d'InfiniteWorld !

Source originale

Titre: InfiniteWorld: A Unified Scalable Simulation Framework for General Visual-Language Robot Interaction

Résumé: 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.

Auteurs: 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

Dernière mise à jour: 2024-12-07 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2412.05789

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.05789

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

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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