普渡机器人 — VLA 基座模型

VLA 基座模型复现、自研本体适配、评测、推理加速与人在环真机 RL 后训练(RFT)

2026.03 – 2026.06 在普渡机器人担任 VLA 算法实习生,围绕自研轮式双臂机器人开展视觉-语言-动作基座模型的复现、适配、评测、推理加速与强化学习后训练,共四条工作线。

模型复现与本体适配

复现 GR00T-N1、DM0,基于自研轮式双臂本体的搬箱子和生产任务数据做 SFT,适配动作表征与 infer config,并记录训练踩坑与效果归因。

自研基模 RoboChallenge 评测

打通官方 RoboChallenge 评测链路:部署自研基模 HTTP 推理服务、ClientAPI 对接与本地 Mock 闭环,实现 20 维模型动作 → Franka 控制接口的映射,并在 Table 30 上微调。

推理速度优化

参考 Realtime-VLA 优化端到端在线推理:

  • CUDA Graph 消除 CPU 调度开销
  • 客户端预 resize、图像编解码 WebP95 → JPEG90
  • 通信 WebSocket → ZMQ

效果:端到端单轮推理时延降低约 50ms。

RL 后训练

在 FlowerVLA SFT 权重后接 ConRFT 强化学习微调,设计人在环路流程(SFT → 离线 RL → 在线 RL),结合 BC 与 Q-learning 双重 loss、人类干预与稀疏奖励,构建 reward model 与真机 rollout 评测闭环,显著提升抓取/推动任务成功率与错误恢复能力。

HIL-SERL 复现与真机人在环 RL

复现 HIL-SERL(human-in-the-loop sample-efficient RL),在 Franka 上完成圆柱插槽 / pick-and-insert 任务的真机训练与消融:

  • 系统研究 critic/actor 更新频率、人工介入时机与观测坐标系(绝对 / 相对)对收敛、熵坍塌与策略遗忘的影响;发现前期需要较多成功干预来正确引导 critic,且人工介入越”丝滑”、策略动作振荡越小。
  • 在圆柱插槽任务上训练约 60k 步(2.5–3h)达到 97/106(90%+) 成功率,验证了人在环教学显著提升成功率、以及模型能从失败中学习(首次失败后第二次多能自主完成)。
  • 开展泛化性对比实验(相邻孔位插入干扰圆柱 / 连接件、封孔、更换工作台背景等),量化 HIL-SERL 的泛化边界(对背景变化与第一孔干扰较敏感)。
HIL-SERL 真机人在环 RL · Franka 圆柱插槽任务(约 60k 步,成功率 97/106)。
泛化性测试 · 相邻槽位横向卡入连接件干扰下仍可完成插入(100%)。

HIL-SERL 真机强化学习复现(Franka 圆柱抓取-插孔)

复现 HIL-SERL(Human-in-the-Loop 样本高效强化学习)框架,在 Franka 机械臂上完成圆柱抓取-插孔任务的真机人在环训练:

  • 圆柱插孔成功率 97/106(≈90%+),单任务训练总耗时约 2.5–3 h(60k+ 步)。
  • 系统研究 critic/actor 更新频率、人工干预时机与强度对 Q 值收敛、熵坍塌与泛化的影响;发现”前期多给成功干预、正确引导 critic”是稳定收敛的关键。
  • 关键结论:人在环干预能有效提升成功率——对未见情形只需多示教几次即可转为无需干预;模型具备从失败中学习、二次尝试自主纠正的能力。
Franka 圆柱抓取-插孔 · HIL-SERL 真机演示(成功率 97/106,≈90%+)。

泛化性对比实验

在其它孔位塞入圆柱/连接件、封孔、更换背景等干扰下测试策略泛化性:

间隔两孔插入干扰柱 · ✅ 100%

封住第三孔 · ✅ 100%

隔壁槽横卡连接件 · ✅ 100%

目标隔壁孔放圆柱 · ❌ 0%

同时放绿、黄两柱 · ❌ 0%

隔壁槽竖卡连接件 · ❌ 0%

更换工作台背景 · ❌ 0%

结论:仅当"第一个孔"(疑似被作为目标参考物)被干扰、或工作台背景改变时成功率显著下降;其余干扰下策略保持稳健。