導(dǎo) 言
從開源具身世界模型平臺,到發(fā)布大小腦系統(tǒng),智元具身研究中心一直致力于為機器人構(gòu)建更強的理解能力與決策能力。過去一段時間,開源社區(qū)基于這些基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)構(gòu)建了大量令人印象深刻的 Demo,也驗證了世界模型作為模擬器、大小腦系統(tǒng)作為控制器的可行性。當(dāng)機器人走出實驗室,走向開放、復(fù)雜且持續(xù)變化的真實世界時,一個更核心的問題隨之出現(xiàn):如何真正實現(xiàn)通用機器人的規(guī)模化部署與智能化運行。
為此,智元具身研究中心提出 SOP(Scalable Online Post-training)——一套面向真實世界部署的在線后訓(xùn)練系統(tǒng)。這是業(yè)界首次在物理世界的 VLA 后訓(xùn)練中,系統(tǒng)性地融合在線學(xué)習(xí)、分布式架構(gòu)與多任務(wù)通才性,使機器人集群能夠在真實環(huán)境中持續(xù)進化,讓個體經(jīng)驗在群體中高效復(fù)用,從而將“規(guī)?!鞭D(zhuǎn)化為“智能”。
01/
真實世界中的規(guī)模化智能增長挑戰(zhàn)
要在真實世界中大規(guī)模運行,通用機器人必須同時滿足兩個看似矛盾的要求:
在復(fù)雜多變的環(huán)境中保持穩(wěn)定性與可靠性
在處理差異巨大的任務(wù)時,仍具備良好的泛化能力
現(xiàn)有 VLA 預(yù)訓(xùn)練模型已經(jīng)提供了強大的通用性。但真實世界的部署受困于更高的任務(wù)專精度要求,以及離線數(shù)據(jù)采集方式的邊際效益遞減,往往需要通過后訓(xùn)練獲得更高的任務(wù)成功率。遺憾的是,當(dāng)前主流的 VLA 后訓(xùn)練方法仍受離線、單機、串行采集等因素制約,難以支撐高效、持續(xù)的真實世界學(xué)習(xí)。
這些限制并非源自具體算法,而是來自學(xué)習(xí)范式本身。
02/
SOP:分布式在線后訓(xùn)練框架
:布線后訓(xùn)練框架
SOP 的核心目標(biāo),是讓機器人在真實世界中實現(xiàn)分布式、持續(xù)的在線學(xué)習(xí)。
我們將 VLA 后訓(xùn)練從“離線、單機、順序”重構(gòu)為“在線、集群、并行”,形成一個低延遲的閉環(huán)系統(tǒng):
多機器人并行執(zhí)行 → 云端集中在線更新 → 模型參數(shù)即時回流

SOP 采用 Actor–Learner 異步架構(gòu):
Actor(機器人側(cè))并行經(jīng)驗采集
多臺部署了同一policy模型的機器人(actors)在不同地點同時執(zhí)行多樣任務(wù),持續(xù)采集成功、失敗以及人類接管產(chǎn)生的交互數(shù)據(jù)。每臺機器人的經(jīng)驗數(shù)據(jù)被匯總傳輸至云端 Experience Buffer中。
Learner(云端)在線學(xué)習(xí)
所有交互軌跡實時上傳至云端 learner,形成由在線數(shù)據(jù)與離線專家示教數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)池。
系統(tǒng)通過動態(tài)重采樣策略,根據(jù)不同任務(wù)的性能表現(xiàn),自適應(yīng)調(diào)整在線/離線數(shù)據(jù)比例,以更高效地利用真實世界經(jīng)驗。
即時參數(shù)同步
更新后的模型參數(shù)在分鐘級別內(nèi)同步回所有機器人,實現(xiàn)集群一致進化,維持在線訓(xùn)練的穩(wěn)定性。
SOP本身是一套通用的框架,可以即插即用的使用任意后訓(xùn)練算法,讓VLA從在線經(jīng)驗數(shù)據(jù)中獲益。我們選取 HG-DAgger(交互式模仿學(xué)習(xí)) 與 RECAP(離線強化學(xué)習(xí)) 作為代表性算法,將其接入 SOP 框架以進化為分布式在線訓(xùn)練。
高效狀態(tài)空間探索
分布式多機器人并行探索,顯著提升狀態(tài)–動作覆蓋率,避免單機在線學(xué)習(xí)的局限。
緩解分布偏移
所有機器人始終基于低延遲的最新策略進行推理采集,提升在線訓(xùn)練的穩(wěn)定性與一致性。
在提升性能的同時保留泛化能力
傳統(tǒng)的單機在線訓(xùn)練往往會使模型退化為只擅長單一任務(wù)的“專家”, SOP 通過空間上的并行而非時間上的串行,在提升任務(wù)性能的同時保留 VLA 的通用能力,避免退化為單任務(wù)專家。
我們圍繞三個問題系統(tǒng)評估 SOP:
1、SOP 能為預(yù)訓(xùn)練 VLA 帶來多大性能提升?
實驗結(jié)果說明,在各類測試場景下,結(jié)合SOP的后訓(xùn)練方法均得到了顯著的性能提升。相比預(yù)訓(xùn)練模型,結(jié)合SOP的HG-Dagger方法在物品繁雜的商超場景中實現(xiàn)了33% 的綜合性能提升。對于靈巧操作任務(wù)(疊衣服和紙盒裝配),SOP 的引入不僅提升了任務(wù)的成功率,結(jié)合在線經(jīng)驗學(xué)習(xí)到的錯誤恢復(fù)能力還能明顯提升策略操作的吞吐量。
結(jié)合SOP的HG-Dagger方法讓疊衣服的相比HG-Dagger吞吐量躍升114%。SOP讓多任務(wù)通才的性能普遍提升至近乎完美,不同任務(wù)的成功率均提升至94%以上,紙盒裝配更是達到98%的成功率。

為了進一步測試真機SOP訓(xùn)練后VLA模型是否達到專家級性能,我們讓SOP訓(xùn)練的VLA模型進行了長達36小時的連續(xù)操作,模型展現(xiàn)出了驚人的穩(wěn)定性和魯棒性,能夠有效應(yīng)對真實世界中出現(xiàn)的各種疑難雜癥。
36h連續(xù)疊衣服(50倍速)
36h連續(xù)疊紙盒(50倍速)
完整視頻請訪問我們的網(wǎng)站:
https://www.agibot.com/research/sop_zh
2、機器人規(guī)模如何影響學(xué)習(xí)效率
我們使用了三種機器人隊伍數(shù)量(單機、雙機、四機配置),在同樣的數(shù)據(jù)傳送總量的基礎(chǔ)上,進行了比較。實驗結(jié)果表明,在相同的總訓(xùn)練時間下,更多數(shù)量的機器人帶來了更高的性能表現(xiàn)。在總訓(xùn)練時間為3小時的限制下,四機進行學(xué)習(xí)的最終成功率達到了92.5%,比單機高出12%。我們認(rèn)為,多機采集可以有效阻止模型過擬合到單機的特定特征上。同時,SOP 還將硬件的擴展轉(zhuǎn)化為了學(xué)習(xí)時長的大幅縮短,四機器人集群相比單機能夠?qū)⒛P瓦_到目標(biāo)性能的訓(xùn)練速度增至2.4倍。

SOP學(xué)習(xí)效率提升
3、不同預(yù)訓(xùn)練規(guī)模下 SOP 是否穩(wěn)定有效?
最后,我們探究了 SOP 和預(yù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。我們把總量為160小時的多任務(wù)預(yù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)分為了三組:20小時,80小時和160小時,分別訓(xùn)練一組初始模型后再進行 SOP。我們發(fā)現(xiàn),預(yù)訓(xùn)練的規(guī)模決定了基座模型和后訓(xùn)練提升的軌跡。SOP 能為所有初始模型帶來穩(wěn)定的提升,且最終性能與VLA預(yù)訓(xùn)練質(zhì)量正相關(guān)。
同時,對比80小時和160小時實驗效果,我們也可以明顯注意到,在解決特定失敗情況時,在軌策略經(jīng)驗帶來了非常顯著的邊際效果。SOP 在三小時的在軌經(jīng)驗下就獲得了約30%的性能提升,而80小時額外人類專家數(shù)據(jù)只帶來了4%的提升。這說明在預(yù)訓(xùn)練出現(xiàn)邊際效應(yīng)遞減的情況下,SOP 能夠高效突破VLA性能瓶頸。

SOP在不同預(yù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)規(guī)模下的對比
最后我們將機器人隊伍放到了預(yù)訓(xùn)練模型沒有見到的真實新環(huán)境下執(zhí)行任務(wù),并使用SOP進行在線訓(xùn)練。
當(dāng)機器人被置于不同的環(huán)境時,即便是同樣的任務(wù),起初成功率和吞吐量如預(yù)期般下降,但在 SOP 介入僅僅幾個小時后,機器人的性能便顯著回升,能夠魯棒地執(zhí)行相對復(fù)雜的實際任務(wù)。
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