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RoboWheel:来自真实人类演示的数据引擎用于跨本体化机器人学习

机器人学 2025-12-03 v1

摘要

我们介绍 Robowheel,这是一个将人类手部-物体交互(HOI)视频转换为跨本体化机器人学习训练就绪监督的数据引擎。从单目 RGB 或 RGB-D 输入中,我们进行高精度 HOI 重建,并通过强化学习(RL)优化器对手部-物体相对位置进行物理可行性约束下的细化。重建的、富含接触信息的轨迹随后被 retarget 到跨本体化场景,包括具有简单末端执行器的机器人臂、灵巧手和人oid 等,生成可执行动作和滚动。为扩大覆盖范围,我们构建了一个基于 Isaac Sim 的仿真增强框架,包含多样化的域随机化(本体化、轨迹、物体检索、背景纹理、手部运动镜像),该框架丰富了轨迹和观察的分布,同时保持空间关系和物理可行性。整个数据管道形成一个从视频、重建、retarget、增强数据获取的端到端管道。我们在主流的视觉-语言-动作(VLA)和模仿学习架构上验证了该数据,证明了我们管道产生的轨迹稳定性相当于遥控操作,并实现了相当于遥控操作的持续性能提升。迄今为止,这提供了 HOI 模式可作为机器人学习有效监督的首个定量证据。与遥控操作相比,RoboWheel 轻巧高效,仅需单目 RGB(D) 相机即可提取通用、本体化无关的运动表示,并可灵活地跨本体化 retarget。我们进一步组装了一个大规模多模态数据集,融合多摄像机捕获、单目视频和公开 HOI 语料库,用于训练和评估具身模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.02729,
  title  = {RoboWheel: A Data Engine from Real-World Human Demonstrations for Cross-Embodiment Robotic Learning},
  author = {Yuhong Zhang and Zihan Gao and Shengpeng Li and Ling-Hao Chen and Kaisheng Liu and Runqing Cheng and Xiao Lin and Junjia Liu and Zhuoheng Li and Jingyi Feng and Ziyan He and Jintian Lin and Zheyan Huang and Zhifang Liu and Haoqian Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.02729},
  year   = {2025}
}

备注

27 Pages, 21 figures