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AI 研究 08 · 具身评估:成功率究竟属于哪一种任务

问题:一段成功视频、一个平均分和一次真实部署,分别能证明什么?先修:视觉语言动作模型、条件概率与抽样。资料核查截至 2026-09-08;本讲用固定合成任务库演示评估计算,机器人能力结论必须来自真实对应数据。

1. 先定义任务结束时什么叫成功

“拿起杯子”可以有多种实现,也有多种失败。杯子离桌一瞬间随后掉落,是否算成功?严谨协议要先写出成功谓词,例如在规定时限内,杯子处于指定区域、保持所需姿态并稳定两秒;还需规定碰撞、掉落、超时和人工接管如何计入。不同任务的阈值应来自任务要求,而非看完结果后选择。

记第 \(i\) 次完整任务的结果为 \(S_i\in\{0,1\}\),成功率估计为 \(\hat p=n^{-1}\sum_iS_i\)。一次任务而非一帧图像是这里的统计单位。连续的一千帧并不等于一千次独立抓取,同一次试验中的停顿与重试也应按预先规定处理。

此外,报告终点成功和过程代价有不同作用。更快失败不应该得到“效率更高”的奖励;成功吞吐、时间、碰撞与人工干预应有明确分母。可以报告成功任务耗时,但必须同时报告失败比例,避免只对幸存样本计时造成误导。

训练与验证按完整任务隔离,测试先分别统计简单和困难任务,再按预先规定的部署比例加权。
图 1:一个平均分的含义由任务定义、拆分单位和目标分布共同决定。

2. 同样两个策略,为何会交换排名

设任务分成简单 \(E\) 和困难 \(D\),部署中简单任务的比例为 \(q\)。全概率公式给出

\[ P(S=1)=qP(S=1\mid E)+(1-q)P(S=1\mid D). \]

策略 A 的条件成功率为 0.95 和 0.35,策略 B 为 0.8 和 0.5。简单任务占 80% 时,A 为 \(0.8\times0.95+0.2\times0.35=0.83\),B 为 0.74;占 20% 时,A 为 0.47,B 为 0.56。算法没有改变,评估问题变了。

两者差为 \(0.3q-0.15\),所以在 \(q=0.5\) 时恰好打平。这个临界点说明“谁更好”需要部署分布,而非再寻找一个脱离任务的总分。专业报告应先展示各任务族的成功次数和试验次数,再同时给出平衡平均与预先规定的部署加权平均。

实验固定简单、困难各 100 个编号,以均匀中点 \((i+0.5)/100\) 小于指定比例来生成成功标签。这是可重复的合成库,不是真实机器人的随机抽样。默认 A 的计数为 95/100、35/100,平衡分数为 0.65;滑块改变目标比例,不会重新生成训练结果。

3. 拆分必须隔开会泄漏的信息

如果同一次操作的前半段进训练集,后半段进测试集,即便文件名不同,场景、轨迹与物体状态仍高度关联。对“新轨迹泛化”,至少应按完整轨迹拆分;对“新物体泛化”,还应让对象身份隔离;对“新场景泛化”,则需隔离房间布局或场景实例。这些是不同测试,不应互相替代。

训练集拟合参数,验证集选择超参数、任务阈值与停止时机,测试集只承担最终评估。不断根据测试失败修改策略,再继续把同一组测试称为未见数据,会使结论越来越乐观。最少要记录任务版本、初始化种子、允许示范数、机器人平台和人工介入规则。

本实验还提供一个明确写死的污染模型:假设比例 \(\ell\) 的测试任务被复制并能靠记忆强制成功,其余保持真实成功率 \(p\),则显示分数为

\[ p_{\rm shown}=\ell+(1-\ell)p. \]

它说明为什么污染会抬高分数,不能据分数反推现实中泄漏了多少。真实复制任务也未必总成功,这里“强制成功”是教学假设,目的在于使分母与机制透明。

4. 长任务与不确定性怎样读

一个任务需要依次通过十个阶段,若每个阶段在前面都成功的条件下,成功概率都是 0.9,则由概率链式法则

\[ P(\text{全成功})=\prod_{j=1}^{10} P(S_j=1\mid S_1=\cdots=S_{j-1}=1)=0.9^{10}\approx0.348678. \]

此处用的是条件概率,不需要额外假定各阶段独立。把“单阶段约九成”说成“整项任务约九成”,会严重高估长程能力。阶段失败诊断还能区分目标识别、接触、运输和放置的瓶颈,帮助确定应该补什么数据。

若完整试验可视为独立同分布的伯努利抽样,\(\operatorname{Var}(\hat p)=p(1-p)/n\)。在样本较多且远离边界时,可以用 \(\sqrt{\hat p(1-\hat p)/n}\) 估计标准误;小样本或零失败应使用合适的二项区间,不能报告“零不确定性”。相同场景反复微调的试验可能相关,独立假设需要检查,更多相近重置不一定带来相同有效信息量。

5. 基准怎样支持、又限制前沿结论

LIBERO,首稿 2023-06-05组织多种机器人操作任务以研究迁移与持续学习,提示评估需要分解知识类型和任务顺序。SIMPLER,首稿 2024-05-09研究用模拟评估现实操作策略,并比较指定任务与平台上的模拟、真实结果。模拟中的相对表现能否外推,需要实测相关性,而非只凭画面相似。

π0.7 官方研究,2026-04-16展示近期 VLA 的可引导与组合任务方向。面对这样的研究,值得保留的不只是成功示例,还包括训练与测试的关系、指令复杂度、人工帮助、失败类别以及试验次数。公司研究可提供一手证据,其范围由报告中的实际协议决定,不能自动升级为跨所有平台的排序。

当前这条路线因此与前三讲闭合:世界模型决定预测误差,规划决定如何使用预测,动作接口与延迟决定怎样真实执行,任务协议决定最后的成功数字究竟在测什么。可以分层诊断,却不能把某一层的好指标当成整个系统已经成功。

改变困难任务表现、部署任务混合及假设污染比例,查看条件计数、总体成功与排名变化。

先保持策略不变,把简单任务比例从 0.8 改为 0.2,预测排名是否翻转;再增加假设污染,比较显示分数与干净分数。最后查看十阶段链式成功值,解释它与各阶段平均值为什么不同。

6. 迁移练习

题一:希望声明能泛化到新厨房,只留出旧厨房中的新相机帧够不够?应怎样拆分?

展开答案

不够。应按厨房或场景实例隔离训练与测试,并记录物体身份、布局和任务分布是否也变化。可另设旧场景新轨迹、新场景旧物体等分层测试,帮助定位泛化来源;结果只支持对应的外推范围。

题二:二十次试验中全部成功,能否写“成功概率为 100%”?

展开答案

可以写观测计数 20/20,但总体成功概率仍有不确定性。独立同分布假设下,真实概率低于 1 也可能产生二十连胜,应给二项置信区间或明确假设的后验区间,同时报告初始化与人工干预协议。

速查摘要

项目 必须写清
成功率 成功谓词、试验次数、超时与人工接管
数据拆分 轨迹、物体、场景分别对应不同泛化问题
分布与长程 条件成功率再加权;阶段条件成功率用乘积

来源:LIBERO、SIMPLER、π0.7。先修:VLA 与时序;回看:潜在世界模型。