Open World Mobile Manipulation

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突破开放世界移动操作!首个室内移动抓取多模态智能体亮相,微调模型真实环境零样本动作准确率达 90%
机器之心· 2025-06-20 19:59
核心观点 - 上海人工智能实验室联合多所高校研究团队提出首个专为开放世界移动操作(OWMM)设计的多模态智能体架构OWMM-Agent,首次实现全局场景理解、机器人状态跟踪和多模态动作生成的统一建模 [1] - OWMM-Agent在真实环境测试中零样本单步动作预测准确率达90%,展现出强大的泛化能力 [2][12] - 该研究通过仿真数据合成方案微调多模态大模型OWMM-VLM,在模拟环境和真实环境中均取得突破性进展 [8][9][12] 问题背景 - 传统移动抓取机器人在处理开放指令时依赖预先构建的场景3D重建或语义地图,耗时且难以应对动态环境 [5] - OWMM任务面临三大核心难点:全局场景推理、具身决策闭环和系统整合问题 [5] 技术方案 多模态Agent架构 - 将OWMM问题建模成多轮多图推理和定位问题,实现端到端的感知-推理-决策-状态更新过程 [6] - 通过函数调用传统路径规划器和机械臂运动规划器,不依赖预定义策略技能库 [8] 数据合成方案 - 基于Habitat仿真平台设计数据合成方案,解决VLM基座模型在机器人领域的"幻觉"问题 [8] - 利用143个仿真场景、157种可抓取物体和1471个容器,采集20万+条多图加文本数据集 [9] - 通过GPT-4o重写思维链和文字总结内容,引入机器人第一视角图像增强数据多样性 [9] 模型表现 模拟环境测试 - OWMM-VLM-38B模型在单步动作决策、图像检索和动作定位三项任务上准确率分别达97.85%、87.54%和88%,远超GPT-4o和模块化方案 [15] - 在308次模拟测试中,OWMM-VLM-38B完成长序移动抓取任务成功率达21.9%,且零死循环,而基线模型成功率低于1%且频繁陷入死循环 [15] 真实环境测试 - 在Fetch机器人上仅通过模拟数据训练即实现90%的零样本动作生成成功率(30次测试中27次成功) [12] - 在"将豆奶盒从书桌移至会议桌"任务中展现出强泛化能力,能准确检索目标位置、规划导航路径并生成机械臂抓取坐标 [12] 未来展望 - 该研究首次证明通过大规模模拟数据微调的VLM模型可成为开放世界移动操作的通用基础模型 [14] - 为"会听、会看、会做"的通用家庭助手奠定关键技术基础,有望实现"一句话指挥机器人完成家务"的智能生活 [15]