這項(xiàng)由香港大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系的潘亮教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)的突破性研究發(fā)表于2025年4月,論文題為《TokenHSI: Unified Synthesis of Physical Human-Scene Interactions through Task Tokenization》。研究團(tuán)隊(duì)還包括來(lái)自上海AI實(shí)驗(yàn)室、東南大學(xué)、Feeling AI等機(jī)構(gòu)的研究人員。感興趣的讀者可以通過(guò)項(xiàng)目主頁(yè)https://liangpan99.github.io/TokenHSI獲取更多詳細(xì)信息。
想象一下,如果有一天你打開(kāi)電腦游戲或者觀看動(dòng)畫(huà)電影時(shí),發(fā)現(xiàn)里面的虛擬角色不再像木偶一樣僵硬地重復(fù)固定動(dòng)作,而是能夠像真人一樣靈活自如地坐下、爬上高臺(tái)、搬運(yùn)物體,甚至同時(shí)完成多項(xiàng)復(fù)雜任務(wù)。這正是香港大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)最新開(kāi)發(fā)的TokenHSI系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的革命性突破。
傳統(tǒng)的虛擬角色控制系統(tǒng)就像是專門訓(xùn)練的單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員——一個(gè)系統(tǒng)只能讓角色學(xué)會(huì)坐椅子,另一個(gè)系統(tǒng)只能讓角色搬箱子,還有一個(gè)系統(tǒng)只能讓角色爬梯子。如果你想讓角色一邊搬著箱子一邊坐到椅子上,就需要從頭開(kāi)始訓(xùn)練一個(gè)全新的系統(tǒng),這個(gè)過(guò)程既耗時(shí)又復(fù)雜。更糟糕的是,這些系統(tǒng)往往只能在特定環(huán)境下工作——稍微改變椅子的形狀或者樓梯的高度,整個(gè)系統(tǒng)就可能失效。
TokenHSI的誕生改變了這一切。這個(gè)系統(tǒng)就像是培養(yǎng)了一個(gè)真正的"多面手",它能夠在單一的智能框架內(nèi)掌握坐立、攀爬、搬運(yùn)、路徑跟蹤等多種基礎(chǔ)技能,更重要的是,它還能靈活地將這些技能組合起來(lái),應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。
一、TokenHSI的核心創(chuàng)新:把復(fù)雜技能變成可組合的"積木"
TokenHSI最巧妙的地方在于它采用了一種全新的"任務(wù)符號(hào)化"策略??梢园堰@個(gè)過(guò)程想象成制作樂(lè)高積木的過(guò)程。傳統(tǒng)方法就像是為每種搭建需求都制作一套完全不同的積木,而TokenHSI則是創(chuàng)造了一套標(biāo)準(zhǔn)化的"萬(wàn)能積木"系統(tǒng)。
在這個(gè)系統(tǒng)中,研究團(tuán)隊(duì)首先創(chuàng)建了一個(gè)叫做"本體感知符號(hào)化器"的核心組件,它專門負(fù)責(zé)理解和處理虛擬角色的身體狀態(tài)信息,比如每個(gè)關(guān)節(jié)的位置、速度、角度等等。這就像是給虛擬角色裝上了一套精密的身體感應(yīng)系統(tǒng),讓它能夠隨時(shí)了解自己的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
接下來(lái),針對(duì)每種具體任務(wù),系統(tǒng)會(huì)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的"任務(wù)符號(hào)化器"。坐椅子任務(wù)有自己的符號(hào)化器,搬箱子任務(wù)有自己的符號(hào)化器,爬梯子任務(wù)也有自己的符號(hào)化器。每個(gè)任務(wù)符號(hào)化器就像是一本專門的"操作手冊(cè)",詳細(xì)記錄著完成該任務(wù)所需的環(huán)境信息和目標(biāo)要求。
最關(guān)鍵的創(chuàng)新在于,TokenHSI使用了一種叫做"掩碼機(jī)制"的巧妙方法來(lái)協(xié)調(diào)這些不同的符號(hào)化器。這個(gè)機(jī)制就像是一個(gè)智能的任務(wù)調(diào)度員,能夠根據(jù)當(dāng)前需要執(zhí)行的任務(wù),自動(dòng)選擇相關(guān)的符號(hào)化器進(jìn)行組合,同時(shí)屏蔽掉不相關(guān)的信息。當(dāng)角色需要一邊搬箱子一邊坐椅子時(shí),系統(tǒng)就會(huì)同時(shí)激活搬運(yùn)任務(wù)和坐立任務(wù)的符號(hào)化器,讓它們協(xié)同工作。
二、多技能統(tǒng)一學(xué)習(xí):打造真正的"全能選手"
TokenHSI的訓(xùn)練過(guò)程就像是培養(yǎng)一個(gè)優(yōu)秀的雜技演員。研究團(tuán)隊(duì)首先讓系統(tǒng)掌握四項(xiàng)基礎(chǔ)技能:路徑跟蹤(讓角色能夠沿著指定路線行走)、坐立交互(讓角色能夠準(zhǔn)確地坐到各種椅子上)、攀爬技能(讓角色能夠爬上不同高度的平臺(tái))以及物體搬運(yùn)(讓角色能夠抓取和移動(dòng)各種物品)。
在傳統(tǒng)方法中,每項(xiàng)技能都需要單獨(dú)訓(xùn)練一個(gè)專門的控制器,就像是培養(yǎng)四個(gè)不同專業(yè)的運(yùn)動(dòng)員。而TokenHSI采用了多任務(wù)聯(lián)合訓(xùn)練的策略,在同一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)學(xué)習(xí)所有技能。這種方法的巧妙之處在于,不同技能之間可以相互借鑒和強(qiáng)化。比如,在學(xué)習(xí)坐立技能時(shí)掌握的平衡控制經(jīng)驗(yàn),同樣可以幫助系統(tǒng)更好地完成攀爬任務(wù)。
研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的訓(xùn)練環(huán)境,系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)接受不同類型的任務(wù)指令。在某一時(shí)刻,它可能需要讓角色沿著彎曲的路徑行走;下一時(shí)刻,它可能需要讓角色爬上一個(gè)高臺(tái);再下一時(shí)刻,它又需要讓角色搬運(yùn)一個(gè)箱子到指定位置。通過(guò)這種變化豐富的訓(xùn)練方式,系統(tǒng)逐漸學(xué)會(huì)了在不同任務(wù)之間靈活切換,并且能夠充分利用共享的身體控制經(jīng)驗(yàn)。
更重要的是,由于所有技能都共享同一個(gè)本體感知符號(hào)化器,系統(tǒng)能夠建立起統(tǒng)一的身體控制基礎(chǔ)。這就像是一個(gè)優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員,無(wú)論是打籃球、踢足球還是游泳,都能夠充分利用自己對(duì)身體協(xié)調(diào)性的理解。
三、靈活適應(yīng)新挑戰(zhàn):從基礎(chǔ)技能到復(fù)雜應(yīng)用
TokenHSI真正令人驚嘆的能力在于它的適應(yīng)性。一旦掌握了基礎(chǔ)技能,系統(tǒng)就能夠通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的"策略適應(yīng)"過(guò)程來(lái)應(yīng)對(duì)各種新的挑戰(zhàn),而不需要從頭開(kāi)始重新訓(xùn)練。
在技能組合方面,TokenHSI展現(xiàn)出了令人印象深刻的能力。當(dāng)需要讓角色完成"一邊搬箱子一邊坐椅子"這樣的復(fù)雜任務(wù)時(shí),系統(tǒng)會(huì)智能地重用之前學(xué)會(huì)的搬運(yùn)和坐立技能。研究團(tuán)隊(duì)只需要添加一個(gè)新的任務(wù)符號(hào)化器來(lái)描述這種組合任務(wù)的具體要求,然后通過(guò)相對(duì)少量的訓(xùn)練就能讓系統(tǒng)掌握這種復(fù)雜行為。
在物體形狀變化適應(yīng)方面,TokenHSI同樣表現(xiàn)出色。最初,系統(tǒng)是通過(guò)搬運(yùn)方形箱子來(lái)學(xué)習(xí)搬運(yùn)技能的。但當(dāng)環(huán)境中的箱子被替換成椅子、桌子等不規(guī)則物體時(shí),系統(tǒng)只需要對(duì)相應(yīng)的任務(wù)符號(hào)化器進(jìn)行微調(diào),就能夠成功適應(yīng)新的物體形狀。這種適應(yīng)過(guò)程就像是一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的搬家工人,即使面對(duì)從未見(jiàn)過(guò)的家具,也能夠快速判斷如何安全有效地搬運(yùn)它們。
地形變化適應(yīng)是另一個(gè)重要的應(yīng)用場(chǎng)景。TokenHSI最初是在平坦地面上學(xué)習(xí)各種技能的,但現(xiàn)實(shí)世界中的地形往往更加復(fù)雜。當(dāng)需要讓角色在樓梯、斜坡等不平整地形上執(zhí)行任務(wù)時(shí),系統(tǒng)會(huì)引入一個(gè)專門的"高度感知符號(hào)化器"來(lái)處理地形信息。這個(gè)新組件就像是給角色裝上了地形雷達(dá),讓它能夠感知和適應(yīng)復(fù)雜的地面環(huán)境。
四、長(zhǎng)期任務(wù)執(zhí)行:編排復(fù)雜的"動(dòng)作劇本"
在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,往往需要角色執(zhí)行一系列連續(xù)的復(fù)雜任務(wù)。TokenHSI在這方面也展現(xiàn)出了強(qiáng)大的能力。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)包含多個(gè)步驟的長(zhǎng)期任務(wù):角色首先需要沿著指定路徑行走到達(dá)一個(gè)箱子旁邊,然后搬起箱子并將其運(yùn)送到一個(gè)高臺(tái)附近,接著爬上箱子再攀登到高臺(tái)上,最后坐到高臺(tái)上的椅子里。
這個(gè)任務(wù)的復(fù)雜性在于每個(gè)步驟都有明確的前后依賴關(guān)系,而且每個(gè)步驟的成功執(zhí)行都會(huì)影響后續(xù)步驟的起始條件。TokenHSI通過(guò)一個(gè)智能的狀態(tài)機(jī)制來(lái)協(xié)調(diào)這些復(fù)雜的任務(wù)序列。這個(gè)機(jī)制就像是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的導(dǎo)演,能夠根據(jù)當(dāng)前的場(chǎng)景狀態(tài)自動(dòng)選擇下一個(gè)應(yīng)該執(zhí)行的動(dòng)作,并確保各個(gè)技能之間的平滑過(guò)渡。
更令人驚喜的是,TokenHSI在執(zhí)行長(zhǎng)期任務(wù)時(shí)還展現(xiàn)出了很強(qiáng)的環(huán)境感知和避障能力。當(dāng)角色需要在復(fù)雜的三維環(huán)境中移動(dòng)時(shí),系統(tǒng)能夠自動(dòng)規(guī)避各種障礙物,選擇合適的行進(jìn)路線,并在必要時(shí)調(diào)整動(dòng)作策略以適應(yīng)環(huán)境變化。
五、技術(shù)突破的深層意義:重新定義虛擬角色控制
TokenHSI的技術(shù)創(chuàng)新不僅僅是在現(xiàn)有方法基礎(chǔ)上的改進(jìn),而是代表了虛擬角色控制領(lǐng)域的一次范式轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的"一任務(wù)一模型"approach就像是工業(yè)革命前的手工作坊模式,每種產(chǎn)品都需要專門的工具和工藝流程。而TokenHSI則開(kāi)創(chuàng)了類似現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)線的模式,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的模塊和靈活的組裝方式,能夠高效地生產(chǎn)出各種不同的"產(chǎn)品"。
這種模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)是多方面的。從計(jì)算效率角度來(lái)看,TokenHSI避免了為每個(gè)新任務(wù)都訓(xùn)練專門模型的巨大計(jì)算開(kāi)銷。從維護(hù)角度來(lái)看,當(dāng)需要改進(jìn)某個(gè)特定技能時(shí),開(kāi)發(fā)者只需要更新相應(yīng)的任務(wù)符號(hào)化器,而不需要重新訓(xùn)練整個(gè)系統(tǒng)。從擴(kuò)展性角度來(lái)看,添加新技能變得非常簡(jiǎn)單,就像是在現(xiàn)有的積木套裝中增加新的組件一樣。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)大量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了TokenHSI的優(yōu)越性。在基礎(chǔ)技能測(cè)試中,TokenHSI的成功率普遍高于專門訓(xùn)練的單任務(wù)模型。在技能組合任務(wù)中,TokenHSI顯著優(yōu)于現(xiàn)有的最先進(jìn)方法。特別是在最具挑戰(zhàn)性的"攀爬+搬運(yùn)"組合任務(wù)中,傳統(tǒng)方法的成功率只有26.8%到68.3%,而TokenHSI達(dá)到了99.2%的驚人成功率。
六、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:數(shù)據(jù)說(shuō)話的說(shuō)服力
為了驗(yàn)證TokenHSI的有效性,研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一系列嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)就像是對(duì)一個(gè)新產(chǎn)品進(jìn)行全方位的質(zhì)量檢測(cè),從基礎(chǔ)功能到復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景,每個(gè)方面都經(jīng)過(guò)了仔細(xì)的測(cè)試和評(píng)估。
在基礎(chǔ)技能評(píng)估中,研究團(tuán)隊(duì)比較了TokenHSI與傳統(tǒng)專項(xiàng)訓(xùn)練模型的性能。結(jié)果顯示,TokenHSI在所有四項(xiàng)基礎(chǔ)技能上都達(dá)到或超過(guò)了專項(xiàng)模型的表現(xiàn)。在路徑跟蹤任務(wù)中,TokenHSI的成功率達(dá)到99.7%,略高于專項(xiàng)模型的98.7%。在坐立任務(wù)中,TokenHSI的成功率為99.6%,同樣超過(guò)了專項(xiàng)模型的98.2%。最令人印象深刻的是搬運(yùn)任務(wù),TokenHSI的成功率達(dá)到92.2%,顯著高于專項(xiàng)模型的83.1%。
這些結(jié)果證明了多任務(wù)聯(lián)合學(xué)習(xí)不僅沒(méi)有影響單項(xiàng)技能的表現(xiàn),反而通過(guò)技能間的相互強(qiáng)化提升了整體性能。這就像是一個(gè)接受過(guò)全面訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員,雖然同時(shí)練習(xí)多個(gè)項(xiàng)目,但在每個(gè)項(xiàng)目上的表現(xiàn)都可能超過(guò)只專注單項(xiàng)的運(yùn)動(dòng)員。
在策略適應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,TokenHSI展現(xiàn)出了令人矚目的學(xué)習(xí)效率。當(dāng)需要適應(yīng)新的物體形狀時(shí),TokenHSI只需要傳統(tǒng)重新訓(xùn)練方法十分之一的訓(xùn)練時(shí)間就能達(dá)到相同的性能水平。當(dāng)需要適應(yīng)新的地形環(huán)境時(shí),TokenHSI同樣表現(xiàn)出了卓越的適應(yīng)速度和穩(wěn)定性。
七、技術(shù)細(xì)節(jié):精巧設(shè)計(jì)的內(nèi)在邏輯
TokenHSI的成功離不開(kāi)其精心設(shè)計(jì)的技術(shù)架構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)采用了當(dāng)前最先進(jìn)的Transformer神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為核心,這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特別擅長(zhǎng)處理序列信息和注意力分配,非常適合處理復(fù)雜的多任務(wù)場(chǎng)景。
本體感知符號(hào)化器是整個(gè)系統(tǒng)的"神經(jīng)中樞",它將角色的222維身體狀態(tài)信息壓縮成64維的標(biāo)準(zhǔn)化特征。這個(gè)過(guò)程就像是將復(fù)雜的生理信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠理解和處理的數(shù)字語(yǔ)言。任務(wù)符號(hào)化器則負(fù)責(zé)將各種不同的任務(wù)要求轉(zhuǎn)換成相同維度的特征表示,確保不同任務(wù)能夠在統(tǒng)一的框架內(nèi)進(jìn)行處理。
掩碼機(jī)制的設(shè)計(jì)尤其巧妙。它使用簡(jiǎn)單的二進(jìn)制標(biāo)識(shí)來(lái)控制哪些任務(wù)符號(hào)化器應(yīng)該被激活,哪些應(yīng)該被忽略。這種設(shè)計(jì)既簡(jiǎn)單又高效,避免了復(fù)雜的任務(wù)調(diào)度邏輯,同時(shí)確保了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。
在策略適應(yīng)階段,TokenHSI采用了一種叫做"適配器"的輕量級(jí)擴(kuò)展機(jī)制。這些適配器就像是系統(tǒng)的"插件",可以在不影響核心功能的情況下添加新的能力。這種設(shè)計(jì)確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,同時(shí)大大降低了擴(kuò)展新功能所需的計(jì)算資源和訓(xùn)練時(shí)間。
八、應(yīng)用前景:虛擬世界的無(wú)限可能
TokenHSI的應(yīng)用前景極其廣闊,幾乎涵蓋了所有需要虛擬角色的領(lǐng)域。在游戲產(chǎn)業(yè)中,這項(xiàng)技術(shù)能夠讓非玩家角色(NPC)表現(xiàn)得更加智能和自然。玩家可能會(huì)發(fā)現(xiàn),游戲中的虛擬角色不再是按照預(yù)設(shè)腳本重復(fù)固定動(dòng)作的木偶,而是能夠根據(jù)環(huán)境變化和任務(wù)需求靈活調(diào)整行為的智能體。
在電影和動(dòng)畫(huà)制作領(lǐng)域,TokenHSI能夠大大簡(jiǎn)化角色動(dòng)畫(huà)的制作流程。傳統(tǒng)的動(dòng)畫(huà)制作需要?jiǎng)赢?huà)師為每個(gè)動(dòng)作場(chǎng)景精心設(shè)計(jì)和調(diào)整,這是一個(gè)極其耗時(shí)的過(guò)程。有了TokenHSI,制作團(tuán)隊(duì)只需要提供高層次的任務(wù)描述,系統(tǒng)就能自動(dòng)生成相應(yīng)的角色動(dòng)作,并且這些動(dòng)作會(huì)自然地適應(yīng)具體的場(chǎng)景環(huán)境。
在虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,TokenHSI能夠創(chuàng)造更加沉浸式的體驗(yàn)。用戶可能會(huì)在虛擬環(huán)境中遇到能夠進(jìn)行復(fù)雜交互的虛擬角色,這些角色能夠理解用戶的意圖,并做出相應(yīng)的回應(yīng)。這種技術(shù)對(duì)于虛擬培訓(xùn)、教育模擬等應(yīng)用具有重要意義。
在機(jī)器人控制領(lǐng)域,TokenHSI的理念也具有重要的借鑒價(jià)值。雖然當(dāng)前的研究主要關(guān)注虛擬環(huán)境中的角色控制,但其多任務(wù)學(xué)習(xí)和技能組合的方法可能為實(shí)體機(jī)器人的控制提供新的思路。
九、挑戰(zhàn)與局限:技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)考量
盡管TokenHSI取得了重要突破,但研究團(tuán)隊(duì)也坦誠(chéng)地指出了當(dāng)前技術(shù)的一些局限性。最主要的挑戰(zhàn)在于獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)的設(shè)計(jì)。目前,為了讓系統(tǒng)學(xué)會(huì)每項(xiàng)技能,研究人員仍然需要手工設(shè)計(jì)復(fù)雜的獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)來(lái)指導(dǎo)學(xué)習(xí)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程就像是為一個(gè)學(xué)生制定詳細(xì)的學(xué)習(xí)計(jì)劃和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),需要大量的專業(yè)知識(shí)和反復(fù)調(diào)試。
在長(zhǎng)期任務(wù)執(zhí)行方面,當(dāng)前的系統(tǒng)仍然需要人工設(shè)計(jì)的狀態(tài)機(jī)來(lái)協(xié)調(diào)不同技能之間的切換。這意味著系統(tǒng)還不能完全自主地規(guī)劃和執(zhí)行復(fù)雜的長(zhǎng)期任務(wù),仍然需要一定程度的人工指導(dǎo)。
另一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)是計(jì)算資源的需求。雖然TokenHSI比傳統(tǒng)方法更加高效,但訓(xùn)練和運(yùn)行這樣復(fù)雜的系統(tǒng)仍然需要大量的計(jì)算資源。這可能會(huì)限制其在資源受限環(huán)境中的應(yīng)用。
系統(tǒng)的泛化能力雖然已經(jīng)得到了顯著提升,但在面對(duì)與訓(xùn)練環(huán)境差異較大的新場(chǎng)景時(shí),仍然可能需要額外的適應(yīng)訓(xùn)練。這就像是一個(gè)在特定環(huán)境中訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員,到了全新的環(huán)境中可能需要一段時(shí)間的適應(yīng)。
十、未來(lái)發(fā)展方向:技術(shù)演進(jìn)的可能路徑
TokenHSI的成功為虛擬角色控制技術(shù)的未來(lái)發(fā)展指明了方向。研究團(tuán)隊(duì)提出了幾個(gè)重要的發(fā)展方向,這些方向可能會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)該領(lǐng)域的進(jìn)步。
首先是自動(dòng)化獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)設(shè)計(jì)。未來(lái)的研究可能會(huì)探索使用大型語(yǔ)言模型或者從人類演示中學(xué)習(xí)來(lái)自動(dòng)生成獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù),這將大大降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的門檻,使得非專業(yè)人員也能夠訓(xùn)練復(fù)雜的虛擬角色控制系統(tǒng)。
其次是更加智能的長(zhǎng)期任務(wù)規(guī)劃。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)想開(kāi)發(fā)能夠自主理解高層次任務(wù)描述并自動(dòng)分解成具體執(zhí)行步驟的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可能會(huì)結(jié)合符號(hào)推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)真正的自主任務(wù)規(guī)劃和執(zhí)行。
在多角色協(xié)作方面,未來(lái)的系統(tǒng)可能會(huì)擴(kuò)展到多個(gè)虛擬角色之間的協(xié)調(diào)合作。這將為創(chuàng)建更加復(fù)雜和真實(shí)的虛擬社會(huì)場(chǎng)景提供技術(shù)基礎(chǔ)。
在實(shí)體機(jī)器人應(yīng)用方面,研究團(tuán)隊(duì)也在探索將TokenHSI的方法遷移到真實(shí)機(jī)器人控制的可能性。這種遷移可能會(huì)為機(jī)器人技能學(xué)習(xí)和多任務(wù)執(zhí)行提供新的解決方案。
說(shuō)到底,TokenHSI代表的不僅僅是一個(gè)技術(shù)突破,更是對(duì)人工智能如何學(xué)習(xí)和應(yīng)用復(fù)雜技能的深刻思考。就像人類能夠靈活地將各種基本技能組合起來(lái)應(yīng)對(duì)復(fù)雜情況一樣,TokenHSI讓虛擬角色也具備了這種能力。這種技術(shù)不僅會(huì)改變游戲和娛樂(lè)產(chǎn)業(yè),更可能為機(jī)器人技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。
雖然目前還存在一些技術(shù)挑戰(zhàn)和局限性,但TokenHSI已經(jīng)為我們展示了一個(gè)令人興奮的未來(lái)圖景:在這個(gè)未來(lái)中,虛擬角色將變得更加智能、靈活和自然,它們能夠像真實(shí)的生物一樣適應(yīng)環(huán)境、學(xué)習(xí)技能并完成復(fù)雜任務(wù)。對(duì)于那些對(duì)這項(xiàng)技術(shù)感興趣的讀者,可以通過(guò)研究團(tuán)隊(duì)提供的項(xiàng)目主頁(yè)了解更多技術(shù)細(xì)節(jié),并期待在不久的將來(lái)看到這項(xiàng)技術(shù)在各種實(shí)際應(yīng)用中的精彩表現(xiàn)。
Q&A
Q1:TokenHSI是什么?它能解決什么問(wèn)題? A:TokenHSI是香港大學(xué)開(kāi)發(fā)的虛擬角色控制系統(tǒng),它能讓虛擬角色在單一智能框架內(nèi)掌握多種技能(如坐立、搬運(yùn)、攀爬等),并靈活組合這些技能完成復(fù)雜任務(wù)。它解決了傳統(tǒng)方法中每個(gè)任務(wù)都需要單獨(dú)訓(xùn)練專門控制器的問(wèn)題,大大提高了開(kāi)發(fā)效率和角色行為的自然度。
Q2:TokenHSI會(huì)不會(huì)取代傳統(tǒng)的角色動(dòng)畫(huà)制作? A:不會(huì)完全取代,但會(huì)顯著改變制作流程。TokenHSI主要用于生成基于物理規(guī)律的角色交互行為,傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)制作在藝術(shù)表現(xiàn)、情感傳達(dá)等方面仍有獨(dú)特價(jià)值。未來(lái)更可能是兩種技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,TokenHSI負(fù)責(zé)基礎(chǔ)動(dòng)作生成,傳統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)藝術(shù)加工。
Q3:普通人能使用TokenHSI技術(shù)嗎?有什么要求? A:目前TokenHSI還是研究階段的技術(shù),需要專業(yè)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)知識(shí)和大量計(jì)算資源。普通用戶暫時(shí)無(wú)法直接使用,但未來(lái)可能會(huì)集成到游戲引擎、動(dòng)畫(huà)軟件或VR平臺(tái)中,讓普通用戶通過(guò)友好界面間接使用這項(xiàng)技術(shù)。
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新加坡國(guó)立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了SPIRAL框架,通過(guò)讓AI與自己對(duì)弈零和游戲來(lái)提升推理能力。實(shí)驗(yàn)顯示,僅訓(xùn)練AI玩簡(jiǎn)單撲克游戲就能讓其數(shù)學(xué)推理能力提升8.6%,通用推理提升8.4%,且無(wú)需任何數(shù)學(xué)題目作為訓(xùn)練材料。研究發(fā)現(xiàn)游戲中的三種推理模式能成功轉(zhuǎn)移到數(shù)學(xué)解題中,為AI訓(xùn)練提供了新思路。
同濟(jì)大學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的GIGA-ToF技術(shù)通過(guò)融合多幀圖像的"圖結(jié)構(gòu)"信息,創(chuàng)新性地解決了3D相機(jī)噪聲問(wèn)題。該技術(shù)利用圖像間的不變幾何關(guān)系,結(jié)合深度學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)優(yōu)化方法,在合成數(shù)據(jù)集上實(shí)現(xiàn)37.9%的精度提升,并在真實(shí)設(shè)備上展現(xiàn)出色泛化能力,為機(jī)器人、AR和自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域提供更可靠的3D視覺(jué)解決方案。
伊利諾伊大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練的視覺(jué)語(yǔ)言模型雖然表現(xiàn)出"頓悟時(shí)刻"現(xiàn)象,但這些自我糾錯(cuò)行為并不能實(shí)際提升推理準(zhǔn)確率。研究揭示了AI模型存在"生成-驗(yàn)證差距",即生成答案的能力強(qiáng)于驗(yàn)證答案質(zhì)量的能力,且模型在自我驗(yàn)證時(shí)無(wú)法有效利用視覺(jué)信息,為AI多模態(tài)推理發(fā)展提供了重要啟示。
MIT等頂尖機(jī)構(gòu)聯(lián)合提出SparseLoRA技術(shù),通過(guò)動(dòng)態(tài)稀疏性實(shí)現(xiàn)大語(yǔ)言模型訓(xùn)練加速1.6倍,計(jì)算成本降低2.2倍。該方法使用SVD稀疏性估計(jì)器智能選擇重要計(jì)算部分,在保持模型性能的同時(shí)顯著提升訓(xùn)練效率,已在多個(gè)任務(wù)上驗(yàn)證有效性。