Microduck Workshop
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SELF-PACED WORKSHOP

让 GR00T 从示范中学习射门

从 SO-101 sim2real 的数据流程出发,理解视觉—语言—动作模型如何适配 Microduck,以及微调前必须准备什么。

第 7 章 · 预计学习时长 25 分钟

用目标与示范表达任务

给机器人一句“把球送进球门”,再提供成功完成任务的示范,是另一种表达任务的方法。视觉—语言—动作模型(VLA)根据相机图像、任务指令和机器人状态预测接下来的一段动作。许多原来分散在“看球、调整、前进”规则里的经验,可以由数据学习。

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GR00T 反复观察并预测短动作段;环境反馈形成闭环。输入: 图像 + 指令 + 机器人状态 → GR00T N1.7: 理解当前情境,预测动作段 → 机器人控制: 执行短前缀,保持底层稳定 → 新的观察: 重新判断下一步动作输入图像 + 指令 + 机器人状态GR00T N1.7理解当前情境,预测动作段机器人控制执行短前缀,保持底层稳定新的观察重新判断下一步动作GR00T 反复观察并预测短动作段;环境反馈形成闭环。输入: 图像 + 指令 + 机器人状态 → GR00T N1.7: 理解当前情境,预测动作段 → 机器人控制: 执行短前缀,保持底层稳定 → 新的观察: 重新判断下一步动作输入图像 + 指令 + 机器人状态GR00T N1.7理解当前情境,预测动作段机器人控制执行短前缀,保持底层稳定新的观察重新判断下一步动作
GR00T 反复观察并预测短动作段;环境反馈形成闭环。

“预测动作”与“规划整项任务”相关,但并不相同。GR00T 的动作段不是一条已经避开所有障碍的全局路径;较长任务还需要目标管理、检查与恢复。下一章再讨论如何让智能体组织这些能力。

使用当前公开的 GR00T N1.7

截至 2026 年 10 月 26 日,官方仓库当前公开版本为 GR00T N1.7,基础模型标识为 nvidia/GR00T-N1.7-3B。它使用 Cosmos-Reason2-2B / Qwen3-VL 视觉语言骨干与动作生成头;这不等于已把后文的 Cosmos 3 接进同一个模型。官方提供自定义机器人数据微调与策略服务接口。

Microduck 尚不是我们已经验证的预训练机器人。SO-101 的六维机械臂动作、GR00T 的通用张量容量和 Microduck 的十四个受控关节,不能按“维数差不多”直接互换。需要明确每个动作的物理含义、单位、频率、归一化和控制器接口。

从 SO-101 课程迁移什么

机械臂 sim2real 课程的关键链路可以复用:遥操作采集同步图像、状态与动作,整理成 LeRobot 数据,微调 GR00T,在仿真和实物上分别评测。课程还改变光照、机器人颜色和垫子等外观,帮助策略适应观察差异。这里迁移的是数据与评测方法,不是直接把试管抓取权重当成足球策略。

SO-101 经验Microduck 中的对应问题
相机与关节同步记录保留机身运动、头部视线与动作时间
示范抓取、放置与恢复示范接近、碰球/踢球、制动与恢复
仿真与真机分开评测先验证新场景,再做实机镜头和动力学标定
外观随机化覆盖不同家庭光照、背景和地面

先定义模型能控制什么

较稳妥的第一条研究路线,是保留已有行走与轮滑策略,让学习模型输出有界的身体运动与视线请求,减少手写“观察—对齐—推进”的阶段切换。步行和轮滑的指令含义不同,应使用独立配置或显式模式条件;轮滑射门仍从开始到结束保持轮滑。踢球技能的触发可以由上层决定,不能把一个连续数值直接当成没有验证的离散技能切换。

另一条路线是学习关节动作,但它同时承担平衡与接触控制,数据与验证成本更高。N1.7 的官方新机器人示例允许配置非末端执行器动作,因此接口并非只能用于机械臂;然而能定义字段,并不证明十四关节足球策略已学会。当前优先验证分层接口,再决定训练目标。

什么样的示范才有用

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示范质量、动作对齐和独立评测,比只有更多视频更关键。采集: 不同起点、指令、地面与恢复过程 → 对齐: 当前图像/状态 → 随后的实际动作 → 分组: 按回合、房间与布局划分数据 → 微调与闭环验证: 先短距离,再扩展任务范围采集不同起点、指令、地面与恢复过程对齐当前图像/状态 → 随后的实际动作分组按回合、房间与布局划分数据微调与闭环验证先短距离,再扩展任务范围示范质量、动作对齐和独立评测,比只有更多视频更关键。采集: 不同起点、指令、地面与恢复过程 → 对齐: 当前图像/状态 → 随后的实际动作 → 分组: 按回合、房间与布局划分数据 → 微调与闭环验证: 先短距离,再扩展任务范围采集不同起点、指令、地面与恢复过程对齐当前图像/状态 → 随后的实际动作分组按回合、房间与布局划分数据微调与闭环验证先短距离,再扩展任务范围
示范质量、动作对齐和独立评测,比只有更多视频更关键。

现有日志可提供仿真中记录的图像、关节状态、惯性观测和实际执行动作,但单个成功回合远远不够。成功、失败和人工修正应保留明确标签;普通模仿学习不能把失败动作一概当作正确目标。必须区分策略原始输出、经过头部控制覆盖后的实际动作,以及电机真正执行的目标。

头部相机会随机器人运动,图像与动作有不同采样率。应按照时间对齐并记录观测年龄,避免拿未来画面解释过去动作。来自同一回合的相邻帧不能分别放入训练集与测试集;想验证陌生家庭场景,最好把整个房间或布局留作测试。

接入可行性与下一次实验

官方新机器人配置、数据格式与策略接口已核查。已有轮滑记录中的 163 帧相机图像与关节状态能在同一时刻关联到 652 条动作中的对应条目;其中 97 条动作经过执行端修正,训练标签不能直接使用原始网络输出。本次检查的是 163 个单步对应关系;相机实际记录频率为 12.5 Hz,动作频率为 50 Hz。CPU 检查通过了官方输入形状检查及额外的时序、维度检查,尚未验证多步动作段,也没有加载 N1.7 权重、运行推理或微调。记录还需要补任务语言、动作转换配置与 LeRobot 数据导出,才能进入训练。

这次检查采用 14 维低层动作记录来验证数据字段;前面建议的高层速度与技能接口仍需单独采集标签、实现执行桥。两条路线不能互相冒充。基础视觉骨干有模型访问要求,后续训练应使用与现有 Newton 仿真分开的环境。详见接口检查范围与尚缺条件。

下一次实验先固定一种运动方式和一个短距离任务,采集覆盖成功与恢复的示范,再按新起点和新房间评测。对照组使用同一机器人、道具、传感器与成功标准,分别记录进球、跌倒、停稳和观察次数。只有这样,才能判断学习策略是否真正减少反复调整。

参考资料