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扩散策略(Diffusion Policy)

Diffusion Policy
技术原理
机器人模仿学习扩散模型

「扩散策略」借用图像生成里的扩散模型思路来做机器人控制:不再让网络一步回归出一个动作,而是把"动作序列"当作要生成的样本,从噪声出发、在视觉观测的条件下逐步去噪,最终得到一段可执行的动作。

论文的做法与结论

论文把机器人的视觉运动策略表示为一个条件去噪扩散过程,学习动作分布得分函数的梯度,推理时用一系列随机 Langevin 动力学步骤沿该梯度场迭代优化。在 4 个机器人操作基准的 12 个任务上评测,论文报告其平均表现优于当时的已有方法(原文给出的数字是平均提升 46.9%)。作者认为扩散形式带来三点好处:能自然处理多模态的动作分布(同一情境下存在多种合理做法)、适合高维动作空间、训练较稳定。为了让扩散模型真正跑在实体机器人上,论文还引入了滚动时域控制、视觉条件化与时间序列扩散 Transformer。

与「扩散模型」的关系

扩散模型原本用于图像等内容的生成,扩散策略把这套去噪机制搬到动作空间,属于同一类生成范式的跨域应用,不是新的生成模型架构。

适用边界

生成动作需要多步去噪,推理开销明显高于单步回归,对控制频率高的任务需要额外优化;效果高度依赖示教数据的质量与覆盖度,属于模仿学习路线,难以自动超越示教水平。

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