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SCAR:自监督连续动作表示学习

SCAR提出一种自监督框架,通过联合逆正向动力学从视觉转换中学习跨具身的统一动作表示,利用生成式骨干网络、逆动力学模型和正向动力学模型,并采用高斯先验正则化和对抗不变性来提升可迁移性。实验表明,该动作表示比具身特定原始动作更有效,增强了跨具身低数据适应和跨任务迁移。

来源arXiv Robotics作者: Hongjia Liu, Fan Feng, Minghao Fu, Xinyue Wang, Haofei Lu, Biwei Huang

来自香港大学等机构的研究人员提出了一种名为SCAR(Self-Supervised Continuous Action Representation Learning,自监督连续动作表示学习)的新框架,旨在解决具身智能中动作表示的可迁移性挑战。该论文于2026年5月13日提交至arXiv(编号2605.16412),展示了如何从视觉转换中学习统一的动作表示,从而让世界模型能够在不同物理形态之间泛化,尤其在数据有限的情况下表现出色。

传统的世界模型通常将动作视为辅助条件信号,但SCAR将动作视为独立的表示因子,能够将可控变化与具身特定的驱动方式分离开来。该框架构建在预训练的生成式骨干网络上,核心包含两个模块:逆动力学模型(IDM)从潜在观测对中推断潜在动作,正向动力学模型(FDM)基于这些潜在动作预测未来的动态变化。

为了确保潜在空间具有可迁移性,而非沦为通用的视觉瓶颈,SCAR引入了两种正则化技术。首先,通过将潜在动作的后验分布向标准高斯先验对齐,限制任意视觉编码。其次,引入对抗不变性机制,抑制具身和环境带来的干扰因素。这种设计使得SCAR学习的动作表示能够捕捉不同物理形态之间共享的“可控变化”本质。

在Procgen和Robotwin数据集上的实验验证了该方法的有效性。Procgen包含多种游戏环境,用于测试跨任务迁移;Robotwin则专注于机器人操控场景。结果显示,与使用具身特定原始动作相比,SCAR学习的统一潜在动作表示作为世界模型的条件接口更为强大,显著提升了跨具身的低数据适应能力和跨任务迁移性能。例如,在仅有少量演示数据的情况下,SCAR能够快速适应新的机器人形态。这一成果表明,动作可以作为一种跨具身的共享表示来学习,为构建更具泛化性的世界模型提供了新思路,对未来通用机器人智能具有重要意义。