螞蟻集團旗下具身智能公司Robbyant,今日宣布開源發布LingBot-Touch觸覺基礎模型。該模型旨在賦予機械人穩健的觸覺感知能力,填補其關鍵感官缺失。
該模型經過接近五千小時的真實世界觸覺數據預訓練,涵蓋三種主流感知模式,包括磁性觸覺、視覺觸覺及壓阻式感應。它能將這些多樣化的信號轉化為統一觸覺表徵,使不同靈巧機械手及動作模型得以共享及重用觸覺理解。這讓機械人在執行精細操作任務時,例如翻頁、擰開瓶蓋及識別麻將牌,不僅能「看得更清」、「想得更深」,更能「感受更敏銳」。
LingBot-Touch將磁性觸覺、視覺觸覺及壓阻式信號編碼為統一觸覺標記,供不同動作模型使用。 AP圖片
實現感應器與機械手之間的統一觸覺表徵
為機械人配備觸覺感應器,並非自動賦予其實用觸覺感知能力。商用觸覺感應器仍處於早期發展階段,視覺觸覺、磁性觸覺及壓阻式感應等方法,各自具備獨特優勢及局限。考慮到不同的成本結構及應用場景,多種技術路線預計將在可預見的將來共存。
數據兼容性是更根本的挑戰。同一物理接觸可根據感應原理及接觸點佈局,產生不同的原始信號。若模型僅學習解釋一種感應器,當感應器或靈巧機械手改變時,其觸覺經驗可能難以重用,迫使團隊重新收集數據、重新訓練模型及重新調整其系統。在硬件快速迭代的背景下,這種緊密耦合導致重複開發工作,並增加硬件供應商、機械人集成商及模型開發者的集成成本。
為使觸覺感知實現規模化,機械人必須擺脫對特定感應器信號的依賴。來自不同來源的數據應可共同訓練,而累積的觸覺能力應可在不同感應器、靈巧機械手、模型及任務之間重用。
LingBot-Touch透過統一架構應對這項挑戰。它為不同感應原理提供獨立編碼路徑,處理異構原始信號,並將來自不同佈局的接觸點映射到共享指尖坐標空間。隨後,一個共享模型學習接觸位置、力分佈及其時間演變,生成統一觸覺標記。
這項設計使從佩戴觸覺手套的人類及遙控靈巧機械手收集的數據,得以共同用於訓練。不同動作模型亦可利用已訓練模型提取接觸特徵。該架構亦旨在適應新興的觸覺感應器類型。
真實世界靈巧操作的顯著提升
為評估觸覺表徵如何提升真實機械人性能,Robbyant在Sharpa Wave及XHand兩款靈巧機械手上進行了二十六項真實世界測試。整合LingBot-Touch後,LingBot-VLA、π0.5、Diffusion Policy及T-Rex四個動作模型,平均任務成功率提升約百分之十四至二十六,相比沒有觸覺輸入的操作。
在其中一項具代表性的測試中,利用T-Rex控制Sharpa Wave擰開瓶蓋,沒有觸覺輸入時成功率為百分之五十六點二五;當原始感應器信號直接輸入策略時為百分之六十二點五。而透過LingBot-Touch的觸覺表徵,成功率則升至百分之九十。
在XHand上,Robbyant團隊進一步驗證了跨硬件重用性。XHand上使用的磁性觸覺感應器並未包含在LingBot-Touch的預訓練數據中;所有磁性觸覺經驗均來自人類手套收集的數據。為評估這項重用性,團隊保持LingBot-Touch的參數不變,僅使用XHand演示數據訓練動作模型。
靈活的模型尺寸及開源可用性
為平衡感知能力與設備上的計算限制,Robbyant提供兩種模型尺寸。所有二十六項真實世界測試均使用輕量級版本LingBot-Touch-Tiny完成,該版本包含約五百三十萬個參數。當與LingBot-VLA、π0.5及T-Rex整合時,它僅佔總模型尺寸的約百分之零點一三至零點一六。
較大容量版本在感知測試中展現出進一步潛力。隨著預訓練數據接近五千小時,該模型持續從額外數據中獲益,顯示觸覺預訓練仍有巨大的擴展及改進空間。
LingBot-Touch在四個不同動作模型上進行了評估,且不與Robbyant的專有模型綁定。它作為觸覺感應器與動作模型之間的通用感知層,而非為特定硬件平台或控制策略構建的專用模組。透過LingBot-Touch,感應器及靈巧機械手製造商可根據成本及任務要求選擇硬件,而機械人團隊則可保留其自身的動作策略。這顯著減少了每次採用新硬件與算法組合時,重新構建觸覺能力的需要。
LingBot-Touch的技術報告及代碼現已開源。開發者可在Hugging Face及GitHub上獲取及下載該模型。
Robbyant的統一機械人大腦已涵蓋高精度空間感知、高動態環境互動及通用靈巧操作,協助機械人看得更清、想得更深、行動更快。隨著LingBot-Touch現已整合至LingBot-VLA,機械人大腦的感知能力延伸至指尖,使機械人能「感受更敏銳」,進一步推動Robbyant的通用具身智能發展。
關於Robbyant
Robbyant是螞蟻集團旗下的具身智能公司,致力透過尖端軟硬件技術推動具身智能發展。Robbyant自主開發具身人工智能的基礎大模型,並積極探索下一代智能設備,旨在創造真正理解並提升人們日常生活的機械人伴侶及護理員,並在長者護理、醫療協助及家務等關鍵應用場景中提供可靠的智能服務。
(美聯社)