VPP – 清華和星動(dòng)紀(jì)元推出的首個(gè)AIGC機(jī)器人大模型

VPP（Video Prediction Policy）是由清華大學(xué)與星動(dòng)紀(jì)元聯(lián)合打造的首款基于AIGC技術(shù)的機(jī)器人智能大模型。依托預(yù)訓(xùn)練的視頻擴(kuò)散模型，VPP通過海量互聯(lián)網(wǎng)視頻數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)未來(lái)場(chǎng)景，進(jìn)而生成機(jī)器人動(dòng)作指令。該技術(shù)使機(jī)器人能夠提前感知環(huán)境變化，實(shí)現(xiàn)高頻率的動(dòng)作預(yù)判與執(zhí)行，同時(shí)支持不同人形機(jī)器人之間的靈活切換，大幅降低對(duì)高質(zhì)量真實(shí)機(jī)器人數(shù)據(jù)的依賴，推動(dòng)具身智能領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。

VPP簡(jiǎn)介

VPP是一種創(chuàng)新的視頻預(yù)測(cè)策略模型，由清華大學(xué)和星動(dòng)紀(jì)元聯(lián)合開發(fā)。它基于領(lǐng)先的視頻擴(kuò)散模型，結(jié)合龐大的互聯(lián)網(wǎng)視頻資源，能夠直接預(yù)測(cè)未來(lái)場(chǎng)景并生成相應(yīng)的機(jī)器人動(dòng)作。憑借其出色的前瞻能力，VPP實(shí)現(xiàn)了6至10赫茲的預(yù)測(cè)頻率和超過50赫茲的控制頻率，保證動(dòng)作的流暢與及時(shí)。它不僅支持多種人形機(jī)器人平臺(tái)的無(wú)縫切換，還極大降低了對(duì)昂貴且稀缺的真實(shí)機(jī)器人操作數(shù)據(jù)的需求。VPP在Calvin ABC-D基準(zhǔn)測(cè)試中表現(xiàn)優(yōu)異，幾乎達(dá)到滿分，展示了其在復(fù)雜真實(shí)環(huán)境下靈巧操作的強(qiáng)大能力。通過開源，VPP為智能機(jī)器人領(lǐng)域注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。

核心功能

• 未來(lái)場(chǎng)景的提前洞察：使機(jī)器人在執(zhí)行動(dòng)作前能夠“預(yù)見”環(huán)境變化，顯著增強(qiáng)適應(yīng)性和泛化能力。
• 高頻率預(yù)測(cè)與動(dòng)作執(zhí)行：支持6-10Hz的視頻預(yù)測(cè)頻率和50Hz以上的動(dòng)作控制頻率，確保機(jī)器人動(dòng)作連貫且反應(yīng)迅速。
• 跨平臺(tái)機(jī)器人學(xué)習(xí)：能夠利用來(lái)自不同形態(tài)機(jī)器人及人類操作的視頻數(shù)據(jù)，減少對(duì)專用機(jī)器人數(shù)據(jù)的依賴，降低訓(xùn)練成本。
• 多任務(wù)能力與廣泛泛化：在抓取、放置、堆疊、倒水、工具使用等復(fù)雜操作中表現(xiàn)出色，適應(yīng)多樣化的應(yīng)用需求。
• 可視化與調(diào)試輔助：通過預(yù)測(cè)生成的視頻，提前識(shí)別潛在失敗場(chǎng)景，方便開發(fā)者進(jìn)行針對(duì)性優(yōu)化和改進(jìn)。

技術(shù)原理

• 視頻擴(kuò)散模型的預(yù)測(cè)視覺表示：采用預(yù)訓(xùn)練的視頻擴(kuò)散模型（如Stable Video Diffusion），通過單步去噪技術(shù)生成對(duì)未來(lái)場(chǎng)景的視覺預(yù)測(cè)表示，包含當(dāng)前幀及未來(lái)幀信息。
• 動(dòng)作生成機(jī)制：利用Video Former模型聚合時(shí)空信息，從預(yù)測(cè)視覺表示中提煉動(dòng)作特征。結(jié)合擴(kuò)散策略（Diffusion Policy），實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的平滑銜接與精準(zhǔn)執(zhí)行。
• 泛化與優(yōu)化：基于豐富的互聯(lián)網(wǎng)視頻和機(jī)器人操作數(shù)據(jù)訓(xùn)練，減少對(duì)高質(zhì)量真實(shí)機(jī)器人數(shù)據(jù)的依賴。支持跨機(jī)器人本體學(xué)習(xí)，增強(qiáng)模型在不同機(jī)器人平臺(tái)上的適應(yīng)性和泛用性。

官方網(wǎng)站與項(xiàng)目資料

• 官網(wǎng)鏈接：https://video-prediction-policy.github.io/
• GitHub倉(cāng)庫(kù)：https://github.com/roboterax/video-prediction-policy
• 技術(shù)論文（arXiv）：https://arxiv.org/pdf/2412.14803

主要應(yīng)用場(chǎng)景

• 家庭服務(wù)：協(xié)助完成倒水、物品搬運(yùn)等家務(wù)，關(guān)愛老人和兒童，提升生活便利性。
• 工業(yè)制造：應(yīng)用于零件抓取、貨物搬運(yùn)和堆疊工作，顯著提高生產(chǎn)線效率與自動(dòng)化水平。
• 醫(yī)療輔助：支持手術(shù)器械遞送、康復(fù)訓(xùn)練輔助及病房物品傳遞，增強(qiáng)醫(yī)療服務(wù)能力。
• 教育與科研：幫助學(xué)生理解復(fù)雜操作流程，應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室操作和科研項(xiàng)目中，促進(jìn)教學(xué)與創(chuàng)新。
• 服務(wù)行業(yè)：如餐廳送餐、酒店行李搬運(yùn)及公共場(chǎng)所導(dǎo)覽，提升服務(wù)質(zhì)量與用戶體驗(yàn)。

常見問題解答

• VPP如何降低對(duì)真實(shí)機(jī)器人數(shù)據(jù)的依賴？
  VPP通過利用海量互聯(lián)網(wǎng)視頻與多機(jī)器人數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練，結(jié)合跨平臺(tái)學(xué)習(xí)技術(shù)，減少了對(duì)昂貴且難以獲取的真實(shí)機(jī)器人操作數(shù)據(jù)的需求。
• 支持哪些類型的機(jī)器人？
  VPP支持多種人形機(jī)器人平臺(tái)，能夠在不同機(jī)器人本體之間靈活遷移和應(yīng)用。
• 預(yù)測(cè)頻率和控制頻率分別是多少？
  VPP實(shí)現(xiàn)了6-10Hz的視頻預(yù)測(cè)頻率和超過50Hz的機(jī)器人動(dòng)作控制頻率，確保動(dòng)作響應(yīng)快速且連貫。
• 如何幫助開發(fā)者優(yōu)化模型？
  VPP通過生成預(yù)測(cè)視頻，提前發(fā)現(xiàn)潛在失敗場(chǎng)景，方便開發(fā)者進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整和性能提升。
• 是否開源？
  是的，VPP已在GitHub公開，方便研究人員和開發(fā)者共同推動(dòng)機(jī)器人智能領(lǐng)域的發(fā)展。