20分钟学会一项家务能力！研究人员推出Dobb

生物钟研究：科学家通过研究揭示了人体生物钟对健康的影响。 #生活常识# #科技前沿#

要教会机器人做一些基本的人类杂事，远比想象中困难。比如说为了教会机器人给你倒一杯橙汁，这个机器人不仅得学会听命令，将橙汁从冰箱中拿出来并将它倒在一个玻璃杯里，它还得明白许多细微的人脑认知任务。比方说，它得知道该走到哪里才能到达厨房，打开橱柜门并拿出一个空的玻璃杯。

一种新的系统可以在大约 20 分钟内教机器人完成一项家务，这可能有助于机器人领域克服其最大的挑战之一：缺乏训练数据。这个名为 Dobb-E 的开源系统是使用从真实家庭中收集的数据进行训练的。它可以教会机器人如何打开空气炸锅、关上门或铺平靠垫等任务。

研究人员推出Dobb-E

纽约大学和Meta的研究团队最近推出了一款名为Dobb-E的开源机器人学习框架，旨在解决家庭环境中机器人操作学习的挑战。这一高度适应性的系统通过从用户演示中学习和适应，取得了显著的成功，其在陌生家庭环境中的成功率达到了81%。

研究团队强调了他们在家庭和第一人称机器人交互方面构建的独特数据集。通过充分利用iPhone的功能，该数据集提供了高质量的动作和稀有深度信息。相比于现有的自动化操作集中的表示模型，研究团队强调了面向通用表示的领域内预训练的重要性。为了进一步改进他们的研究，他们建议通过非机器人家庭视频的领域外信息来扩充他们的数据集。

研究团队提到了在创建全面的家庭助手方面的挑战，倡导从受控环境转向真实家庭。为了实现效率、安全和用户舒适度，他们引入了Dobb-E作为体现这些原则的框架。Dobb-E利用大规模数据和现代机器学习实现效率，利用人类演示确保安全，还使用人体工学工具提高用户舒适度。该框架集成了围绕Hello Robot Stretch的硬件、模型和算法。他们还讨论了纽约家庭数据集，该数据集包含来自22个家庭的多样化演示，以及用于视觉模型的自监督学习技术。

研究采用了行为克隆框架，这是模仿学习的一个子集，用于训练Dobb-E模仿人类或专业代理的行为。通过设计的硬件设置，演示可以无缝收集并传输到机器人实体，利用多样化的家庭数据，包括iPhone测距。基础模型在这些数据上进行了预训练。在实际家庭中对训练过的模型进行测试，包括视觉表示、所需演示、深度感知、演示者专业知识以及系统中参数化策略的必要性的消融实验。

22户家庭志愿参加数据收集

虽然其他类型的人工智能，如大型语言模型，是在从互联网上收集的巨大数据库上进行训练的，但机器人却不能做到这一点，因为它们所需的数据需要在真实世界里收集。这使得构建和扩展训练数据集变得更加困难。同样，虽然训练机器人在实验室里执行任务相对容易，但实验室里的条件和真实家庭里不可预测的状况截然不同。

为了解决这些问题，该团队想出了一种简单、易于重复的方法来收集训练 Dobb-E 所需的数据，他们将 iPhone 的录像功能打开，然后将其放在通常用于拾取垃圾的机械手上，录制它正在完成的工作。

纽约 22 户家庭志愿参加数据收集，使用机械手完成了某些任务，包括打开和关闭门和抽屉、开灯和关灯，以及将纸巾放入垃圾桶。iPhone 的激光雷达系统、运动传感器和陀螺仪被用来记录运动、深度和旋转的数据，这是训练机器人复刻这些动作时的重要信息。在他们仅仅收集了 13 个小时的记录后，该团队使用这些数据训练了一个人工智能模型，指导机器人如何执行这些动作。

该模型使用了自监督学习技术，该技术可以训练神经网络在未标记数据中自行发现数据集中的规律。下一步包括测试一种名为 Stretch 的商用机器人如何可靠地使用人工智能系统执行任务，该机器人由轮子、高杆和可伸缩臂组成。一部装在 3D 打印支架上的 iPhone 被连接到 Stretch 的手臂上，就像在机械臂上所做的那样。研究人员在纽约的 10 个家庭中对该机器人进行了 30 天的测试，完成了 109 项家庭任务，总体成功率为 81%。

Dobb-E 通常需要大约 20 分钟的时间来学习每项任务。前 5 分钟是人类用机械臂和 iPhone 进行演示，随后的 15 分钟是微调时间，系统会将之前的训练与新的演示进行对比。微调完成后，机器人就可以完成简单的任务，比如从杯子里倒东西、打开百叶窗和浴帘，或者从架子上取下桌游盒。它还可以快速连续地执行多个动作，例如将罐头放入回收袋中，然后提起袋子。

然而，并不是每一项任务都会成功。镜子等能反射光的物体会让该系统失灵。此外，由于机器人的重心较低，那些需要在高处拉重物的任务，如打开冰箱门，风险太大，无法尝试。机器人公司 Hello Robot 的联合创始人、佐治亚理工大学前副教授查理·肯普（Charlie C.Kemp）表示，这项研究代表着家庭机器人领域的实际进展。

家用机器人的未来来了

未来几年，随着人工智能和机器人技术的不断发展和普及，智能机器人有望逐渐进入家庭。这可能会带来很多便利和优势，例如自动化家务、提高生活品质、保障健康等。

然而，智能机器人的普及也可能会带来一些问题和挑战，例如隐私和安全问题、人机交互的局限性、以及机器人技术的维护和升级等问题。因此，在智能机器人进入家庭的过程中，需要解决这些问题并采取相应的措施来确保安全和可靠性。此外，对于家庭成员来说，也需要逐渐适应和了解智能机器人的使用和维护方法，并注意保护个人隐私和数据安全。

总之，未来几年智能机器人有望逐渐进入家庭，但需要解决相关的问题和挑战，并采取措施来确保安全和可靠性。除了上述提到的便利和挑战，智能机器人进入家庭还可能带来以下影响：

改变家庭生活方式：智能机器人能够承担一些家务，例如打扫卫生、做饭、洗衣等，这可能会改变家庭成员的生活方式，使得家庭生活更加便捷和高效。提高生活质量：智能机器人可以帮助家庭成员解决一些繁琐的事情，例如提醒吃药、照顾老人和孩子等，这可以让家庭成员有更多的时间和精力去关注自己的生活和健康。促进家庭和谐：智能机器人可以成为家庭成员之间的沟通桥梁，例如通过语音交互、视频通话等方式进行交流，这可以促进家庭成员之间的情感交流和互动。推动智能化发展：智能机器人的普及可以推动智能化的发展，例如智能家居、智能交通、智能医疗等领域的发展，这可以为人们的生活带来更多的便利和福利。

总之，未来几年智能机器人进入家庭将会带来很多积极的影响，但也需要我们注意相关的问题和挑战，并采取措施来确保安全和可靠性。

文章来源： DeepTech深科技，站长之家，工程机械模拟器，老骥羽

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