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WCM:面向通用人机交互的世界认知模型

研究人员提出世界认知模型(WCM),一种基于SLAK架构的人本具身智能体,通过异步运行时分离感知、推理、控制与记忆,并引入人类在环教学模式,使机器人能够通过交互学习复杂任务。在九项真实世界人机交互任务中,WCM实现了73.8%的平均成功率,包括未参与思维链微调的任务和通过教学学习的长时域任务。

来源arXiv Robotics作者: Yuzhen Chen, KC Zhou

当前,语言智能体(如ChatGPT)在软件环境中已能与用户进行流畅的交互,能够理解复杂指令并生成相应响应。然而,当涉及物理任务时,机器人却难以达到同样的交互水平。现有的机器人控制范式,包括视觉-语言-动作(VLA)策略和基于世界模型的规划器,主要针对指令执行进行优化,导致用户往往无法理解机器人为何选择某个动作,也缺乏通过交互来引导、纠正或教导机器人的有效机制。

为了解决这一问题,研究人员提出了世界认知模型(World-Cognition Model, WCM),这是一种以人为中心的具身智能体。WCM建立在SLAK架构(Sensing, Logic, Action, Knowledge)和异步运行时之上。SLAK架构将感知、推理、控制和记忆模块进行分离,使得每个模块可以独立优化和升级。异步运行时则允许推理、对话和执行过程并发进行,从而提高了系统的整体效率和响应速度。

WCM的核心创新在于引入了人类在环(human-in-the-loop)教学模式。在这种模式下,用户可以通过自然语言和示范动作,交互式地教导机器人完成困难或长时域的任务。教学过程中产生的交互片段以及机器人自主执行任务时的数据,会被提炼为思维链(chain-of-thought)监督信号,用于持续改进模型。这种机制不仅提升了机器人的学习能力,还增强了人机交互的透明性和可解释性。

在实验评估中,WCM在九项真实世界的人机交互任务上实现了73.8%的平均成功率。这些任务包括未参与思维链微调的任务(held-out tasks)以及通过教学学习的长时域任务(long-horizon task)。值得注意的是,WCM在未经专门训练的任务上也表现出良好的泛化能力,这得益于其模块化架构和持续学习机制。

WCM的提出为人机协作提供了更自然、高效的途径。它使得用户不再仅仅是指令的发出者,而是成为机器人的合作者和教导者。未来,WCM有望在家庭服务、医疗辅助、工业制造等领域发挥重要作用,推动机器人从工具向伙伴的转变。