UMI 全称叫 Universal Manipulation Interface,最早来自斯坦福在 2024 年 2 月提议的一套责任。
其中枢是用与具体机器东谈主骨子解耦的样貌,纪录东谈主类在果然物理寰宇中的操作行为,把"操作意图 + 明白轨迹 + 多模态感知"长入到一个通用接口里,供不同花样的机器东谈主学习和复现。
在旧年 9 月之前,UMI 照旧一个偏冷门的标的。
具身智能进入下半场后,数据的防碍性数以万计。
丁琰共享谈,前段时辰有东谈主归纳了具身智能在惩处数据难题时的四种解法。
遥操作数据,最闻名的代表是智元机器东谈主。
仿真数据,代表公司是星河通用机器东谈主。
东谈主类视频数据,它石智能便是这种解法的代表。
UMI,旧年 9 月初始冒头,鹿明便是代表性公司。
鹿明基于现实需求,作念出了一个名为 FastUMI Pro 的产品,这是一个无骨子数采硬件。
系统适配市面主流机械臂和夹爪,机身分量在 600 多克量级,但能夹起两三公斤物品,场景掩盖工场与家庭。
它还营救多模态输入,包括触觉、听觉、六维力等。
在 UMI 开辟最中枢的空间精度上,丁琰称 FastUMI Pro 的 1mm 是"全球最高精度"。
硬件产品背后,还有鹿明布局的数据集中、模子熟练生态。
以"可复现"行为第一性旨趣作念数据管理,丁琰率领团队建立了 8 谈工业级数据质料评估体系,并承诺只委用 100% 可复现轨迹。
(以下为丁琰共享的对于具身行业数采、UMI 等联系内容,在不改变欢喜的基础上作了裁剪窜改)
具身数采的现有痛点
2024 年 3 月起,我就初始在作念 UMI,应该是大陆最早作念这一块的东谈主。
大家都知谈,具身智能最要害的便是数据,海量的数据是熟练的一个必经之路。
可是数据目前有许多痛点。
第一个痛点便是老本,老本特别昂贵。
好意思国那儿,为了集中一个小时的熟练数据,大节录付出 100-200 好意思金的老本。
目前的具身模子都还很小,PI 0 的熟练数据大约是 1 万个小时,Generalist 的 GEN 0 是 27 万个小时。这个限度对比 GPT-3 的熟练数据,还好坏常小的。
咱们作念了一个统计,大约十分于 7.9 亿个小时的数据,才调在具身智能界训出一个 GPT-3 限度的模子。按照目前的市集价钱,需要破钞数百亿好意思金。
另外,具身数据举座集中恶果照旧相比低的。
2023 年到 2024 年傍边,业内都是以遥操为主,一个小时大约能集中 35 条数据,恶果特别低,老本也不可控。
遥操还有个问题是什么呢,便是集中时,因为录像头纪录的是机械臂自己的明白轨迹和画面,但每家机器东谈主长得又都不相通,是以用 A 机器东谈主作念遥操作集中的数据是很难很难用到 B 机器东谈主上的,这就产生了数据孤岛问题。
大家重迭造轮子,也会形成昂贵的隐形老本。
这是咱们想惩处的要害问题场所。
用 UMI 数采,你为什么训不出来模子?
前段时辰我写了一篇小红薯,题目叫《你为什么熟练不出来 UMI 的模子?》。
我想就此次契机通俗跟大家先容一下 UMI 行业的近况。大家可能看到的更多的是冰山的一角,但浮在水底下的一个寰宇照旧相比深的。
一个很显著的近况便是什么呢?
作念 UMI 的东谈主陆陆续续越来越多,可是训出来模子的特别的少,可能一只手都数得过来。
许多 UMI 开辟浮现出来,大家都会强调我方低老本、能即插即用、快速部署,可是基本上你看不到什么收效的案例,就这个好坏常相配有利念念的自得。
外洋有两家相比知名的公司,一个叫 Sunday,一个叫 Generalist,他们照旧训出模子了。
国内目前咱们以为训模子训得相比好的一家便是咱们,再有便是清华一家,上交一家,总计也就两、三家能训得出来。
大多数情况下,要么训不出来,要么即使是在相似的要求下能跑出来 demo,时辰也相配短,可能就 3、4 秒,也很卡顿,不丝滑。
对于为什么大家用 UMI 集中出来的数据训不出模子,最常见的解说是"算法不是很老练""模子不够大""数据限度不及",可是其实这些解说都不是实在的原因。
实在的原因根柢不在于熟练阶段,而在于熟练之初它就不是太对——
无数的 UMI 数据从生成初始就不具备进入熟练管线的这个要求。
说白了便是数据分手格。
什么是不错熟练的 UMI 数据
大家会有曲解,总以为 UMI 数据便是东谈主拿个夹爪,就把这个视频数据纪录下来就行了,相配相配通俗,通盘东谈主都不错作念。
其实满盈不是。
UMI 其实是 AI 对物理寰宇的表示对皆,而且在这个物理空间内部不错复现的这种交互行为。
它必须欣忭几个要求。
斥逐了讲,第一个便是说画面要跟动作要严格对皆,要跟空间位置严格对皆;另外一个便是说因为 UMI 不错集成多个传感器,每个传感器之间也要作念到毫秒级的同步。
举个例子,一个东谈主想去拿目前的一瓶水,不对皆的话得反映好几秒,水就可能拿不起来。
另外,一个好的轨迹必须不错在物理空间明白中可复现的。
本质要求是但愿 UMI 集中的数据是高一致性的、高密度的,而且可复现的时序数据结构。
为什么大多数 UMI 开辟采不到好的数据?
目前无数的 UMI 开辟采不出欣忭要求的数据,两个根柢原因。
一,中枢问题是硬件才略满盈不够。
UMI 的 CMOS 组件或者主控芯片,性能相配差。
导致的死一火便是画面掩盖有限,画质不奈何好,曝光也不奈何好,帧率相比抖动,这时候画面就相配恶运。
它破碎了动作和视觉的因果关系。蓝本师法学习便是我看到什么画面就作念什么动作,死一火画面和动作满盈无法对皆,就会导致这个模子根柢没见识学习。
二,市面上许多产品不是系统瞎想的,而是许多现成模块强迫起来,用 USB Hub 连气儿的。
这样一来,产品的贷款架构相配脆弱,每个模块都会抢带宽。一朝有什么负载,就会出现掉帧等一系列问题,是以数据的质料就相配恶运,基本没见识褂讪复现交互纪录。
也便是说,从硬件层面讲,这些开辟从一初始就没见识训出模子需要的数据。
"脏数据"和"废数据"
但即使开辟好了,采的数据能不成训出数据也不是一定的。
举个例子,别东谈主拿到咱们的开辟,也不一定能训出好的数据。
为什么呢?这就要说数据的质料上下了。
数据质料的上下其实并不是干净进度,而是说有用的信息密度。
低质料的数据,包含无数抖动、漂移、时辰错位,相配不利于学习。止境是在单视角情况(许多 UMI 是单个机械臂),这种噪声不会因为你的数据量增大而被平滑掉,是以说你学出来的政策会相配相配恶运,基本上训不出来。
廉价值数据不是满盈莫得价值。
它照旧有点价值,不错去意志这个寰宇,知谈什么是杯子,什么是麦克风,但没见识从它身上学习到精准的物理交互信息。
它不知谈桌上的麦克风我是奈何拿到的,我到底该正着拿照旧反着拿,照旧需要歪斜角度去拿。
除了低质料的脏数据,我还把一种数据叫"废数据"。
废数据是什么?
便是许多东谈主拿着开辟获胜去众包去集中了,东谈主奈何采就拿它奈何采。
这种数据满盈 copy 东谈主类的当然行为,莫得任何瞎想和手段,过于"自然去雕刻"了,基本上是不可能训出来模子的。
目前都在作念的叠穿戴,其实是最需要集中手段的一个任务。叠穿戴的时候要抖一下,抖的进程中还要慎重标的、速率,才调抖好。
但东谈主在叠穿戴的时候,很少会慎重那么多 tricks。
每产品身公司都有我方的集中手段,是以要是莫得注入任何手段,即便拿到很好的 UMI 开辟,集中的数据很像东谈主的行为,但其实是废数据,基本上模子熟练不了。
能虽然可能畴昔,十年、二十年,模子发展好了,这些数据可能就有用了。但目前很长一段阶段这些数据基本上训不了,是以称为废数据。
硬件、数据和算法为德不终紊
正确的 UMI 的工程范式最初是一种系统的自洽,而不是一种通俗的功能拼接。
传统的旅途底下大家作念机器东谈主,最初有个硬件,硬件弄完毕之后再弄软件,弄完软件我再弄算法,我反及其来我再去补点数据,把这个通盘这个词 loop 给跑通。
但在 UMI 这个很特等的场景下,这个范式是失效的。
因为 UMI 是一个强耦合系统,数据会决定通盘这个词模子的性能,硬件会决定这个数据的质料;数据又会决定这个算法的性能,算法又会反向去不竭我这个硬件的履行和这个数据的瞎想。
硬件、数据和算法为德不终紊,任何单点的这种失效都会导致训不出优秀的模子。
对于 UMI,团队作念了什么
博士毕业后,我从 2024 年 3 月就初始在作念面向 UMI 的责任。
旧年 9 月之前,UMI 在行业里照旧相比冷门的,除了我和我的团队基本没东谈主作念。
那时咱们就有一个愿景,但愿能冲破这个数据获取的这个不可能的三角,把相配高质料的数据砍到白菜价,加快愚弄来推动这个通盘这个词具身智能行业的发展。
这里跟大家共享我和团队近两年的一些典型责任。
最初便是 FastUMI,我是这篇责任的通信作家。
FastUMI 应该是全球首个将学术界(UMI,斯坦福,2024 年 2 月)的责任升级成工业级别系统,然后推动它进入工业的。咱们从 2024 年 3 月傍边初始作念这个责任,在 7、8 月傍边完成,往日的 9 月中了 CoRL 2025。
FastUMI 主要惩处的问题是进步集中恶果和数据质料。
另外一个责任是 FastUMI 100K。
在有了一个很褂讪的软硬件系统后,咱们初始扩大限度去采数据。那时我在上海 AI Lab 建立了一个数采长,我带着 11 个东谈主在 3 个月时辰里,集中了 10 万条真机数据,为机器学习提供了相配高质料的数据营救。
这是全寰宇首个大型的 UMI 数据集。
从这个责任中 FastUMI 团队获取了大限度的数据管理的教学。
咱们还有一个责任叫 Fastumi-MLM,它把 UMI 这项期间用于"狗 + 臂"。
之前 UMI 都愚弄在单臂、双臂或者轮式双臂责任上。这是大陆第一个能将 UMI 用在这种构型机器东谈主上的责任。
除此除外,还有 Spatial VLA、Agibot World、AskVLA 等等。
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