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DEWO:直接经验世界模型优化超越动作模仿

Xiangcheng Zhan, Zirui Chen, Yicheng Zhao, Ziteng Gao, Shuo Yang
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预印本提出DEWO,一种针对World-Action Models的部署后学习范式,通过识别交互转折点,从匹配的成功和失败视觉未来中持续更新世界模型,并在推理时用进度门控引导动作。在五个DexJoCo仿真任务中,DEWO将FastWAM平均成功率从80.7%提升到82.3%,将FACT从64.5%提升到81.2%;在四个真实世界双手灵巧操作任务中,两轮部署学习使初始有成功单元的成功率从51.0%提升到71.7%。论文尚未经同行评审。

研究问题

能否通过部署中的视觉未来持续更新世界模型,从而在动作模仿之外改进World-Action Model的控制性能?

问题

现有部署后学习主要改进行为,不要求更好的物理交互预测,在灵巧操作中,小动作偏差导致交互转折,错误复合,超出训练分布,使WAM的预测表征也退化。

既有方法

此前做法包括直接动作监督SFT、价值基础强化学习RECAP和DSRL,以及将失败rollout纳入视频预测的FACT等。SFT等可能在FastWAM上降低成功率,FACT未利用交互转折点的匹配成功失败对,导致提升有限。

新方法

DEWO在部署后学习中组织交互转折点:在失败rollout中通过回放探索计算经验可恢复性,检测可恢复性从正到零的边界,保留匹配的最短成功延续和对应失败延续作为关键经验。成功延续在成功条件下监督视觉和动作,失败延续仅在失败条件下监督视觉,并结合基础条件dropout。推理时使用无分类器引导,价值头从视频表征估计任务进展,在进展停滞时选择性激活引导。

结果

仿真:五个DexJoCo任务,每任务三个50场景集。FastWAM上DEWO从80.7%提升到82.3%,SFT为76.1%,RECAP为76.8%,DSRL为76.5%;FACT上DEWO从64.5%提升到81.2%,SFT为70.1%。三种WAM范式Joint、IDM、FastWAM分别提升4.8、1.9、1.6个百分点。DEWO-S达到89.9%。消融在Water Plant和Fold Glasses:加入成功和失败视觉未来后成功率从86.7%到88.7%再到90.7%和从72.0%到74.0%再到77.3%;验证视频损失比仅动作训练降低32.7%和17.8%。真机:四个物体在Wuji和Sharpa两个手平台上的抓放任务,3x3网格,每格10次试验,每轮720次,两轮部署学习后全网格成功率从20.6%(148/720)到28.9%(208/720);在29个初始有成功单元从51.0%到71.7%,离中心位置从40.0%到65.7%,43个初始零成功单元保持零。

局限

论文未报告代码开源、算力成本或更大规模部署。真机评估中43个初始零成功单元保持零,表明DEWO主要强化已有空间泛化,不能从完全失败起点扩展能力。评估限于四个物体和两个手平台,且未在真机上与SFT等基线比较。依赖环境状态恢复或人工场景重建,可能增加部署成本。

产业影响

可能受益于需要持续适应灵巧操作的公司,如仓储抓取、精细装配、服务机器人。时间尺度1至3年,前提是采用世界动作模型架构,并有能力在部署中收集成功失败数据、进行状态恢复或场景重建。对多指手硬件制造商和通用操作模型开发商有参考价值。

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