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机器人看人类视频,究竟能学到哪一步?

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文 | 具身志,作者 | 越十三,编辑 | 仲庆元

10月10日,星动纪元开放了VPP2的两套视频模型权重。

VPP2把机器人学习一项操作的过程分成三段:先预测任务接下来会怎样发展,再把较长的过程压缩成视觉规划,最后学习机器人动作。这次开放的是前两段。

把时间往前推两个月,类似围绕人类视频的研究和投入已经接连出现。

8月,Dyna Robotics公布了不同规模人类视频预训练对真实机器人任务的影响;Figure公开了大规模第一视角视频采集系统。9月,Skild AI尝试用一段人类视频向机器人说明新任务,Dyna又在处理同一种经验怎样跨越不同的机器人身体。

几家公司选择了不同的技术入口,却把人类视频放进了同一条训练链:扩大预训练规模,提示机器人要做什么,预测操作过程,再把视觉经验接到动作上。

这些动作共同指向一项行业变化。数量更大的人类视频开始承担任务理解和世界变化的学习,稀缺的机器人数据更集中地解决身体控制。

如果这种分工能够成立,机器人学习新动作的规模,就不必完全取决于为每一副身体、每一项任务重新采集示范。

这种分工能不能换来机器人在真实任务中更好的表现,成为下一步要回答的问题。

一百万小时之后,钥匙转动了

Dyna-2用一项转钥匙实验做了规模对照。

研究者准备了四组模型,让它们接受相同的机器人任务训练。此前,四组模型分别用1,000小时、1万小时、10万小时和100万小时的人类第一视角视频做过预训练。

转动锁盒上的钥匙时,前三组都失败了。100万小时这一组测试10次,成功9次。

四组模型后续使用的机器人数据条件相同,每项任务不超过10小时。这使研究者能够比较,在相同的机器人训练之后,预先接触更多人的操作经验,能给结果带来什么变化。


Dyna-2转钥匙是14项真机任务之一,实验中,随着人类视频预训练规模从1000小时增加至100万小时,机器人在相同后训练条件下的表现发生变化。图片来源:Dyna Robotics

开锁是14项真机任务中的一项,它不能划出一条适用于所有任务的“100万小时门槛”,却验证了实验的一个假设:当后续机器人训练相同时,人类视频预训练的规模会改变结果。

真实机器人的示范数据很难像互联网文字那样快速扩大。一次示范需要机器人本体、操作者、场地和任务;此外,记录下来的动作又与这副机器人的关节、夹爪、摄像头和控制方式绑在一起,换一副身体,同一条动作指令很可能失效。

人类视频的优势在于,更容易跨任务收集。画面可以记录手向哪里移动、物体怎样变化、一项操作按照什么顺序推进。从中提取的手部轨迹,还能为动作学习提供监督。不过,要让特定机械臂完成同样的操作,则需要结合机器人示范或控制机制,处理它自己的关节运动与接触约束。

当人类视频成为训练资源,视频本身也开始被重新生产。

Dyna-2使用经过组织和处理的第一视角操作记录,并从中提取手部运动;Figure通过贡献者系统采集操作视频,筛选质量、平衡任务分布并添加文字标注;DreamZero的研究者则围绕特定任务录制短视频。

这些系统都在提高视频与动作的关联,让画面看清手和物体,保留接触过程,并从中提取稳定的运动轨迹。它们与随手下载的网络视频有很大差别。

Dyna-2给两类数据做了明确分工:人类视频负责积累关于手、物体和任务过程的经验,机器人示范负责教会模型怎样控制自己的身体。

那把钥匙给出了一个肯定答案,这种分工可以改变后续机器人训练在真机上的结果。

接下来的关键,是在“任务怎样发生”与“这副机器人怎样动”之间搭桥。

人类视频,能教机器人什么?

近期研究并不是在重复同一种方案。人类视频进入机器人系统后,至少承担三种不同的工作:学习动作会带来什么结果,说明当前任务,以及为动作训练提供经验。

1、学会动作会怎样改变世界

Dyna-2先从人类视频里提取三维手部运动信息。手腕的位姿提供运动轨迹,拇指与食指之间的开合提供抓握信号。模型一边学习预测动作,一边预测后面的画面。

手接下来往哪里移动,是动作。手移动之后,杯子、抽屉或钥匙怎样变化,是动作造成的结果。

在动作标注数据量相同的条件下,同时学习动作和未来画面的模型,在39项机器人任务的离线预测中全部优于只学习动作的模型。研究者随后固定动作标注数据,只增加用于预测未来画面的无标签视频,模型表现继续改善。

这组离线实验给出的结论很直接:即使视频没有机器人关节命令,学习世界在动作之后怎样变化,也能提高模型对动作的预测。Dyna-2执行真机任务时,不需要先生成一段未来视频。

英伟达的DreamZero让未来画面预测直接参与行动。研究者围绕9项此前未见的任务,补充了总共12分钟、没有动作标签的人类第一视角视频。追加训练后,机器人的平均任务进度从38.3%提高到54.3%。


DreamZero研究总览图展示的人类第一视角与双机械臂操作示例。图片来源:DreamZero项目研究总览图

这里衡量的是任务进度。DreamZero此前已经用机器人数据学习画面与动作之间的联系,追加的12分钟人类视频与原有机器人数据一起参与训练。

2、让视频告诉机器人要做什么

清华大学与星动纪元的一项研究,让视频直接告诉机器人现在要完成什么任务。

模型观看人完成任务的视频,再结合机器人面对相同场景的初始画面,生成机器人完成同一任务的过程,并把这种表示接入动作策略。

这种能力建立在两阶段训练之上。论文2026年的修订版显示,模型第一阶段使用超过25万段人类、机器人夹爪和灵巧手示范视频,第二阶段使用约7,000段人类与灵巧手视频,其中包括部分配对示范。实验最终部署在xArm7机械臂与XHand灵巧手上。

新视频负责说明任务、对象和操作过程。此前结合人类与机器人示范完成的训练,以及后续动作策略学习,负责把任务做出来。

3、把视频经验接到机器人动作上

视频可以记录操作过程,机器人关节的控制信号来自机器人数据。τ0-WM和VPP2分别从数据与模型管线入手,连接这两部分。

智元团队参与的τ0-WM使用约27,300小时异构数据,其中3,000小时是人类第一视角视频,其余主要来自真实机器人遥操作和手持式交互设备。


τ0-WM研究中的机器人操作任务,包括工具箱整理、书包收纳、水管连接和羽毛球收纳。

它让不同数据提供不同监督:人类视频监督未来画面,机器人数据同时监督未来画面和可执行动作。关节控制因此由机器人数据提供。

VPP2则把任务过程交给视频模型,把具体控制留给后续动作学习。它要解决的是视频预测与机器人动作怎样交接。

三种工作处在同一条训练链上:人类视频扩大任务经验,机器人数据解决身体控制,动作模型和控制器完成最后的连接。

这也解释了不同论文为什么使用成功率、任务进度和离线预测等不同指标。它们测量的是训练链上的不同位置。

真正的检验从视频开始影响机器人动作时才开始。

视频里的动作,为什么未必做得出来?

DreamZero让未来画面预测参与行动,也留下了一次直接的失败。

机器人需要把面包放进烤箱。模型生成的未来画面里,它先拿起面包,却漏掉了打开烤箱门。实际执行沿着这个顺序发展,机器人拿着面包来到烤箱前,任务卡住了。


DreamZero烤箱任务中的模型预测(左)与真实机器人执行(右),模型预测遗漏了先打开烤箱门的步骤,实际执行也未能完成任务。图片来源:DreamZero论文Figure 16;画面按原图顺序重排。

预测与行动确实联系起来了。只是这一次,机器人沿着错误的计划行动。

视频模型可以直接生成面包已经进入烤箱的画面,机器人却必须先找到把手、接触烤箱门、施加正确方向的力,再为放入面包腾出空间。少掉其中一步,最后那幅画面就不会发生。

这次失败把问题从“未来画面预测得像不像”,推到了“画面里的动作究竟能不能执行”。

同一个问题也是RoboWM-Bench的评测对象。北京大学等机构的研究人员从生成视频中提取运动,把它转换成机器人动作,再放进重建的物理仿真环境运行。视频开始面对接触、碰撞和动作控制。


RoboWM-Bench“放入盘中”任务的部分实例。左侧为模型预测的操作视频,右侧为动作转换后的仿真执行结果,包含成功与失败案例。图片来源:RoboWM-Bench研究团队。

在这套评测中,Wan 2.6生成的机器人操作视频经过动作转换后,关闭抽屉的仿真执行成功率为50%,拾取物体为20%,把物体放进抽屉为0%。每项任务测试了10种初始物体配置。

这些结果把视觉合理与物理可执行之间的差距量化了出来。评测对象是视频模型、动作转换与仿真重建组成的完整流程,因此不能拿来给Dyna-2、DreamZero或VPP2的真机能力排名。

动作从视频进入机器人的身体,还会经过一次转换。即使画面里的运动本身合理,人的动作在适配机器人关节时也可能失真。

Dyna-2.1处理的就是这个具体问题。团队发现,把人的运动直接适配到机器人关节,可能把手从原本接触的物体旁移开。画面里的手还搭在物体上,生成的动作标签已经偏离了接触位置。

新的做法先给出手腕、手肘和胸部等部位在任务空间中的目标运动,再由控制器决定这副机器人怎样协调关节和底盘。

这种做法试图避免动作标签在跨身体转换时偏离原来的接触位置。接下来,控制器还得把这些目标运动变成真实、稳定的接触。

人的操作经验由此可以保留到更接近执行的地方:手向哪里移动、在何处接触物体,都能成为机器人学习的材料。让这些运动适合特定身体,则仍需要机器人训练、控制器和实际执行中的反馈共同完成。

这正是近期行业变化的核心。在传统的任务示范训练中,机器人数据同时承担任务学习和身体控制;现在,多支团队正在尝试把前一部分交给规模更大的人类视频。

这也给产业评价提出了更具体的要求。在相同或更少的机器人数据下,能否提高真机成功率、能否跨身体复用,值得持续检验。与此同时,训练成本、执行效率和长时间运行的稳定性,也关系到这些方法能否用于实际工作。

Dyna-2的钥匙已经证明,视频规模可能改变真机结果。接下来要检验的,是这种变化能否在更多机器人、更多任务和更长的操作过程中反复出现。

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