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OpenAI重金押注，機器人NEO世界模型登場！機器人迎來ChatGPT時刻？
【新智元導讀】剛剛，OpenAI重金押注的人形機器人初創1X終於揭秘了背後的「世界模型」——它能夠根據真實資料，生成針對不同場景的中的行為預測！機器人領域的ChatGPT時刻，或許真的要來了。
月初，OpenAI投下重注人形機器人初創1X，終於放出了NEO官宣視訊。
它的首次現身，就驚豔到所有人。
不僅外觀上，被戲稱為「穿著西裝的人」，而且在能力上，幫女主拎包、一起下廚，妥妥的一個通用家庭機器人。
它專為人類設計，去完成我們不願意做的各種家庭任務，比如清潔、整理等等。
時隔半個月，1X終於發佈了NEO背後的「世界模型」。
有了這個虛擬世界模擬器，NEO可以預測有用的物體互動。
簡言之，它們完全可以生成，各種環境中的視訊畫面。
比如，疊一件T恤、拉開窗簾這類可變性物體，家裡隨處可見，但卻很難將其放入虛擬世界模擬器中。
有趣的是，1X AI副總裁Eric Jang稱，他們在辦公室專門放了一個全身鏡，這樣「模型」可以在鏡子中，認出自己。
NEO現在有了自我反思的能力，不過，自我意識還沒覺醒。
通過理解世界，並與之互動，1X「世界模型」可以生成高保真視訊，並在神經網路中，重新規劃、模擬和評估。
這也是世界模型，之於機器人的重要性。
1X創始人兼CEO Bernt Bornich表示，首次證明了人形機器人資料，正顯著地推進Scaling Law。
GoogleDeepMind機器人高級研究員Ted Xiao表示，1X的「學習型」世界模型能夠隨著驚豔、物理互動資料不斷改進。
- 世界模型很可能是在多智能體環境中，實現可重複和可擴展評估的唯一前進的方向。（參加自動駕駛中世界模型評估成功案例）
- 基於2024年AI技術，比基於去年的技術更容易建構世界模型。
- 一旦世界模型足以用於評估，它們很可能已經至少完成了90%的訓練工作。
機器人「世界模型」來了！
直白講，世界模型就是一種電腦程序。
它能夠想像出，世界如何隨著智能體的行為而演變。
基於視訊生成和自動駕駛汽車世界模型研究，1X由此訓練出自家的世界模型，作為NEO的虛擬模擬器。
從相同的起始圖像序列出發，1X世界模型可以根據不同機器人的動作，預測多種可能的未來場景。
那麼，具身機器人的存在，最重要的是能夠與物理世界互動。
而在萬千繁雜的世界中，如何有效互動就成為了難題。
世界模型，能夠幫助NEO完成精準地互動，比如剛體、物體掉落的效果、不完全可見物體（杯子）、可變形物體（窗簾、衣物）、鉸接物體（門、抽屜、椅子）。
具身機器人難題——評估
另外，世界模型解決了建構通用機器人時，一個非常實際但常被忽視的挑戰：評估。
假設訓練機器人執行1000個獨特的任務，那麼很難判斷一個新模型是否真的在所有任務上，都比之前的模型有所改進。
更令人困擾的是，即便模型權重相同，但由於環境背景或環境光線的細微變化，性能可能在短短幾天內下降。
研究人員訓練了一個機器人疊T恤的模型，性能在50天內逐漸下降。
而且，如果環境不斷持續變化，實驗的可重複性便成為難題。
尤其是，在家庭、辦公室這樣的環境中，去評估多工系統，這一問題就會變得更加棘手。
基於這些因素，使得在真實世界中，開啟嚴謹的機器人研究變得異常困難。
當scaling資料、算力、模型規模時，AI系統能力將如何擴展的問題，可以通過精準測量進行預測。
Scaling Law已經成為ChatGPT這樣的通用AI系統，性能提升的有力支撐。
因此，如果機器人領域想要迎來屬於自己的「ChatGPT時刻」，必須首先建立起它的「Scaling Law」。
從原生資料中學習，預測未來場景
基於物理模擬的引擎，諸如Bullet、Mujoco、Isaac Sim、Drake，已成為快速測試機器人策略的合理方法。
而且，這些模擬器可以重設、重複使用，進而研究人員能夠仔細比較不同控制演算法。
然而，這些模擬器主要是為「剛體動力學」設計的，並且需要大量人工資料收集。
那麼，如何讓模擬機器人打開一盒咖啡濾紙、用刀切水果、擰開一罐果醬，或與人類、其他AI智能體互動呢？
家庭環境中，常見的日常物品、寵物很難模擬，訓練機器人極度缺少真實世界的用例。
因此，在有限數量任務中，對機器人進行小規模真實/模擬評估，並不能精準預測其在真實世界中的表現。
也就是說，這樣訓練出的機器人，很難具備真實世界「通用泛化」能力。
1X研究團隊採取了全新的方法，來評估通過機器人：
直接從原生感測器資料中學習模擬，並利用它在數百萬情境中，評估機器人策略。
這種「世界模型」方法的優勢在於，可以一鍵獲得真實世界所有複雜資料，而無需手動建立資產。
過去一年裡，1X團隊收集了超5000小時EVE人形機器人資料。
這些封包括，機器人在家庭和辦公室環境中，執行各種移動操作任務，以及與人互動的場景。
然後，他們將視訊和動作資料結合，訓出一個世界模型。
這個模型非常強大，不僅能夠根據所觀察到的情況，執行動作，還能生成視訊，預測未來的場景畫面。
動作可控，「腦補」彈空氣吉他
1X世界模型能夠根據不同的動作指令，生成多樣化的輸出。
如下圖所示，展示了基於四種不同動作序列，生成的各種結果。這些動作序列，都是從相同的初始畫面幀開始。
與之前一樣，這些所展示的示例，都不包含在訓練資料中。
世界模型的主要價值在於，能夠模擬物體之間的互動。
在接下來的模擬生成中，研究人員為模型提供相同的初始場景，並設定了三組不同的抓取盒子的動作。
在每個模擬場景中，被抓取的盒子，會隨機械手運動而被提起和移動，而其他未被抓取盒子紋絲不動，保持原位。
即便沒有給出具體的動作指令，世界模型也能生成看起來合情合理的視訊。
比如說，它能自己在前行時，避開行人和障礙物，這種行為是很符合常理的。
模擬疊T恤，長期任務也在行
此外，1X還可以生成長視訊。
正如開頭所展示的例子，NEO模擬了一個完整的T恤摺疊演示。
值得一提的是，T恤等可變形物體，往往在「剛體模擬器」中難以實現。
當前存在的問題
不過，1X的世界模型同樣存在一些問題。
物體一致性
比如，模型在與物體互動的過程中，可能無法保持物體的形狀的和顏色一致性。
尤其是當物體被遮擋，或者以不理想角度呈現時，世界模型在生成視訊過程中，物體外觀可能會出現變形。
有時，物體甚至完全消失不見。
比如，在執行拿起紅色小球並放置在盤子上這一動作時，球在過程中莫名其妙地就消失了。
物理學定律
而且，它也不懂物理世界中的基本定律。
有時候，NEO能夠對物理屬性有自然的理解，比如鬆開機械手之後，勺子會掉落到桌子上。
但在很多情況下，生成的結果並沒有遵循物理法則，比如下面這個，盤子就直接懸在了空中。
這說明，世界模型並不理解所有物體，都受到豎直向下的重力作用。
自我認知
另外，研究人員讓AI機器人EVE走到鏡子前，觀察其是否會生成與鏡子中的相對應的行為。
沒想到，它在抬起另一隻手臂時，鏡子中沒有同步。
可見，現在1X模型沒有自我意識的表現。 (新智元)