苹果披露人形机器人HALO:成功率91%,千问模型驱动宇树G1
苹果研究团队披露机器人“大脑”研究进展。当地时间11月4日,苹果研究团队在预印本平台arXiv提交论文《Perceptive Humanoid Motion from Simulation》,披露了人形机器人自主控制系统HALO。研究团队将该系统部署在宇树科技的G1人形机器人上进行验证,让机器人将在仿真环境中学到的动作
此次披露的成果,是一套叫人形机器人自主完成动作的控制系统HALO。
当地时间11月4日,相关论文《Perceptive Humanoid Motion from Simulation》被提交至预印本平台arXiv。团队把HALO装进宇树科技的G1人形机器人,让它在仿真环境里学会的动作,拿到陌生的真实房间中去执行。
与论文一同放出的还有数据生成、模型训练和部署代码,动作生成、动作跟踪、任务编排,以及仿真与真机运行这些环节都包含在内。
在多个真实场景中,搭载HALO的宇树G1演示了钻桌底、坐上沙发、推箱子等任务。图片来源:HALO研究团队
项目页面上的演示里,机器人能按指令推箱子、跟着人走、坐到椅子上,还会侧身挤过半开的门,俯身或爬行从桌下穿过。要完成这些,机器人得看懂周围环境,再根据空间条件调整身体姿态。
任务执行靠的是三个层级的协同控制。最上面一层是任务编排模块,基于视觉语言模型(VLM),默认用千问Qwen3.6-35B-A3B,跑在机器人自带的Mac mini上,本地运行,与动作生成器共用模型服务引擎,不联网也能干活。系统也留了另一条路:通过API调用云端模型,换取更强的推理和规划能力。
这一层要处理指令里含糊的地方,再按环境安排动作。“坐下”就没说坐哪儿,机器人得自己从眼前场景里判断;“坐到椅子上”在路畅通时可以直接执行,可一旦有桌子挡道,就得拆成俯身通过、接近椅子、坐下等一连串子任务。任务编排模块借助机器人视角的视频持续观察环境,判断当前动作成没成,据此推进计划或重试,每次只给动作生成器下达一个明确的子任务。
中间负责动作生成的是另一款千问模型Qwen3.5-2B。团队把它当作参数冻结的编码器,配上生成动作的DiT解码器,依据机器人看到的画面和当前子任务,规划未来约5秒的全身动作。这一层每秒重新规划约3次,动作计划能跟着环境变化不断更新。
最底下是动作跟踪器,经过强化学习、策略蒸馏等步骤训练,以每秒50次的频率运行,把深度图像和机器人自身状态结合起来,将动作计划转成关节控制指令。
任务安排、动作规划、身体控制,三层各管一摊,合起来走完从听懂指令到做出动作的全过程。
图片来源:HALO项目页面截图拼接。这套控制架构分成三层:视觉语言模型管的是任务编排,全身动作由动作生成模块来规划,关节层面的控制则交给经强化学习训练的动作跟踪器执行。
论文披露的测试数据是:6个没有预先扫描或建图的真实环境,360次单项任务测试,平均成功率91%。另有1个真实环境,3种组合任务各测10次,平均成功率70%;其中“俯身通过障碍—走向目标—推箱子”这一组合的成功率为50%。
机器人完成任务所需的数据从哪来,正是这项研究要解决的问题。团队在1000个由程序生成的模拟家庭环境中,合成了约300小时主要训练数据,把机器人“看到什么”“接到什么指令”“如何运动”三者配对。
做法是先有动作,再把动作放进虚拟房间,最后从机器人视角渲染画面。项目页面拿“坐到扶手椅上”举例:拆成向前走、转身、坐下等片段,动作生成模型按文字提示、路径点和关键姿态生成动作序列,再用几何检查筛一遍,减少脚部滑动、身体穿入地面之类的问题。
接着,系统把动作安排进程序生成的房间,核对机器人与家具的位置关系,找出不碰撞的摆放方案,然后用仿真工具渲染机器人执行动作时看到的画面。训练中光照、色调、画面模糊程度等条件也会变,视觉输入因此更加多样。同一套流程跑下来,指令、视觉画面和全身动作的配套数据就齐了。
HALO的合成数据生成与训练流程:先生成动作轨迹,放进虚拟场景,再渲染机器人视角的画面,形成配套训练数据,用于训练动作生成器和动作跟踪器。图片来源:HALO论文
据团队介绍,合成主要训练数据动用了250张英伟达H100 GPU,耗时约48小时;动作生成器用64张B200做模仿学习训练;动作跟踪器则用4张H100,经强化学习、策略蒸馏等步骤训练。
仿真数据其实没能完全甩开人工。团队表示,要新增物理任务,仍得有人写提示词、设计动作关键帧,部分动作还用了人类视频或动捕素材。
团队同时指出,机器人现在主要靠视觉感知,接触情况难以直接感知;物体移出相机视野或被遮挡时,涉及较多接触的任务表现就会下滑。加入触觉感知,是后续改进方向之一。