Thanks to visit codestin.com
Credit goes to github.com

Skip to content

A small VLA model, attempting to train the robot using the VLA model to explore the implementation of cutting-edge technological solutions

Notifications You must be signed in to change notification settings

xiaomeixw/RobotVLA

Repository files navigation

RobotVLA: 通用视觉-语言-动作框架

RobotVLA是一个革命性的机器人控制框架,它突破了传统VLA模型的局限性,实现了任意视觉模型控制任意机器人的愿景。

🎯 项目目标

我们的使命是构建一个真正通用的机器人控制系统:

  • 解耦视觉与控制:任何预训练视觉模型都能用于机器人控制,无需重新训练
  • 统一机器人接口:所有7DOF机器人都可以通过标准化函数调用接入
  • 零样本泛化:支持未见过的机器人形态和任务,无需额外训练数据
  • 厂商友好:为机器人制造商提供简单的插件式集成方案

🔥 核心创新

与主流VLA模型的根本差异

特性 RT-2/OpenVLA RobotVLA
训练数据依赖 需要大量机器人数据集训练 无需机器人训练数据
视觉模型 固定的视觉编码器 支持任意预训练视觉模型
机器人支持 特定机器人形态 通用7DOF机器人接口
部署方式 端到端神经网络 模块化函数调用系统
扩展性 需要重新训练 即插即用,动态扩展

技术创新点

  1. 函数式机器人控制

    • 将机器人动作抽象为可组合的函数调用
    • 类似LLM工具调用机制,但专门针对机器人控制优化
    • 支持复杂动作序列的规划和执行
  2. 通用视觉接口

    • 标准化特征提取管道,支持CLIP、DINOv2、自定义模型等
    • 自动特征对齐和归一化
    • 动态模型注册和热插拔
  3. 零训练机器人集成

    • 基于运动学和动力学约束的通用控制接口
    • 自适应工作空间映射
    • 安全边界自动推导

🏗️ 系统架构

┌─────────────────┐    ┌──────────────────┐    ┌─────────────────┐
│  任意视觉模型    │    │   语言理解模块    │    │  机器人函数引擎  │
│ CLIP/DINOv2/... │───▶│  指令解析+规划   │───▶│  动作执行+反馈   │
│                 │    │                  │    │                 │
└─────────────────┘    └──────────────────┘    └─────────────────┘
        │                        │                        │
        ▼                        ▼                        ▼
┌─────────────────┐    ┌──────────────────┐    ┌─────────────────┐
│   特征提取       │    │   动作规划       │    │   机器人适配器   │
│   标准化接口     │    │   函数调用生成   │    │   厂商SDK集成   │
└─────────────────┘    └──────────────────┘    └─────────────────┘

🔧 核心组件

1. 通用视觉接口 (vision/)

  • ModelAdapter: 支持任意视觉模型的统一接口
  • FeatureExtractor: 标准化特征提取管道
  • ModelRegistry: 动态模型注册和管理

2. 语言-动作桥接 (language/)

  • InstructionProcessor: 自然语言指令解析
  • ActionPlanner: 指令到机器人函数调用的转换
  • ContextManager: 对话和任务上下文管理

3. 机器人函数引擎 (robots/)

  • FunctionRegistry: 机器人控制函数注册
  • ExecutionEngine: 函数调用执行引擎
  • AdapterInterface: 厂商SDK集成层

4. 核心框架 (core/)

  • Pipeline: 端到端处理管道
  • Config: 配置管理系统
  • Types: 类型定义和数据结构

🚀 快速开始

安装

# 克隆仓库
git clone https://github.com/your-org/RobotVLA.git
cd RobotVLA

# 安装依赖
pip install -r robotvla/requirements.txt

# 验证安装
python -c "from robotvla import RobotVLAPipeline; print('安装成功!')"

基础使用

from robotvla import RobotVLAPipeline
from robotvla.config import RobotVLAConfig

# 加载配置
config = RobotVLAConfig.from_file("config/example_config.yaml")

# 创建管道
pipeline = RobotVLAPipeline(config)

# 执行指令
result = pipeline.process(
    image="path/to/image.jpg",
    instruction="请拿起桌上的红色杯子",
    robot_id="widowx_robot"
)

print(f"执行结果: {result.success}")
print(f"执行动作: {result.actions}")

⚙️ 厂商接入指南

1. 机器人配置

创建机器人配置文件 my_robot_config.yaml:

robots:
  - robot_id: "my_robot_arm"
    robot_type: "custom"           # 自定义机器人类型
    connection_type: "remote"      # 连接方式: local/remote/simulation
    
    # 连接参数
    host: "192.168.1.100"
    port: 8080
    api_endpoint: "/api/v1/control"
    
    # 机器人规格
    dof: 7                         # 自由度
    has_gripper: true              # 是否有夹爪
    workspace_bounds:              # 工作空间边界
      - [-0.8, 0.8]               # X轴范围 [最小值, 最大值]
      - [-0.8, 0.8]               # Y轴范围
      - [0.0, 1.2]                # Z轴范围
    
    # 控制参数
    max_velocity: 1.0              # 最大速度 (m/s)
    max_acceleration: 2.0          # 最大加速度 (m/s²)
    safety_limits:
      max_force: 50.0             # 最大力 (N)
      joint_limits_buffer: 0.05    # 关节限位缓冲
      workspace_violation_threshold: 0.05
    
    # 函数注册
    function_registry_path: "robots/my_robot/functions.yaml"
    custom_functions: {}

2. 实现机器人适配器

# robots/my_robot/adapter.py
from robotvla.robots.base import RobotAdapter
from typing import List, Dict, Any

class MyRobotAdapter(RobotAdapter):
    """自定义机器人适配器"""
    
    def __init__(self, config: Dict[str, Any]):
        super().__init__(config)
        # 初始化您的机器人SDK
        self.robot_client = YourRobotSDK(
            host=config['host'],
            port=config['port']
        )
    
    def move_to_pose(self, position: List[float], orientation: List[float], 
                     speed: float = 1.0) -> bool:
        """移动到指定位姿"""
        try:
            # 使用您的SDK执行动作
            success = self.robot_client.move_to_pose(
                position, orientation, speed
            )
            return success
        except Exception as e:
            self.logger.error(f"移动失败: {e}")
            return False
    
    def grasp(self, force: float = 10.0) -> bool:
        """执行抓取动作"""
        try:
            return self.robot_client.close_gripper(force)
        except Exception as e:
            self.logger.error(f"抓取失败: {e}")
            return False
    
    def release(self) -> bool:
        """释放物体"""
        try:
            return self.robot_client.open_gripper()
        except Exception as e:
            self.logger.error(f"释放失败: {e}")
            return False
    
    def get_current_state(self) -> Dict[str, Any]:
        """获取当前机器人状态"""
        return {
            "joint_positions": self.robot_client.get_joint_positions(),
            "end_effector_pose": self.robot_client.get_end_effector_pose(),
            "gripper_state": self.robot_client.get_gripper_state()
        }

3. 定义机器人函数

# robots/my_robot/functions.yaml
functions:
  - name: "move_to_position"
    description: "移动机器人到指定位置"
    parameters:
      - name: "x"
        type: "float"
        description: "X坐标 (米)"
        range: [-0.8, 0.8]
      - name: "y" 
        type: "float"
        description: "Y坐标 (米)"
        range: [-0.8, 0.8]
      - name: "z"
        type: "float" 
        description: "Z坐标 (米)"
        range: [0.0, 1.2]
      - name: "speed"
        type: "float"
        description: "移动速度 (0-1)"
        default: 0.5
        range: [0.1, 1.0]
    
  - name: "pick_object"
    description: "拾取物体"
    parameters:
      - name: "target_position"
        type: "list[float]"
        description: "目标位置 [x, y, z]"
      - name: "approach_height"
        type: "float"
        description: "接近高度 (米)"
        default: 0.1
      - name: "grasp_force"
        type: "float"
        description: "抓取力度 (N)"
        default: 10.0
        range: [1.0, 50.0]

4. 注册和测试

# 注册您的机器人
from robotvla.robots.registry import register_robot_adapter
from robots.my_robot.adapter import MyRobotAdapter

register_robot_adapter("my_robot_type", MyRobotAdapter)

# 测试集成
config = RobotVLAConfig.from_file("my_robot_config.yaml")
pipeline = RobotVLAPipeline(config)

# 执行测试指令
result = pipeline.process(
    instruction="移动到位置(0.3, 0.2, 0.5)",
    robot_id="my_robot_arm"
)

🔧 配置参数详解

视觉模型配置

vision:
  model_type: "clip"              # 模型类型: clip, dinov2, huggingface, custom
  model_name: "ViT-B/32"         # 模型标识符
  pretrained: true               # 使用预训练权重
  device: "auto"                 # 设备: auto, cpu, cuda, cuda:0
  batch_size: 1                  # 批处理大小
  image_size: 224                # 输入图像尺寸
  normalize: true                # 是否归一化
  feature_dim: null              # 特征维度(null为自动检测)
  custom_config:                 # 模型特定配置
    cache_features: true         # 是否缓存特征
    pooling_method: "mean"       # 池化方法: mean, max, cls

语言模型配置

language:
  model_type: "huggingface"      # 模型类型
  model_name: "microsoft/DialoGPT-medium"
  device: "auto"
  
  # 生成参数
  max_length: 512                # 最大序列长度
  temperature: 0.1               # 生成温度
  top_p: 0.9                    # Top-p采样
  do_sample: false              # 是否使用采样
  
  # 函数调用
  enable_function_calling: true  # 启用函数调用
  max_function_calls: 5         # 每次指令最大函数调用数
  
  # 上下文管理
  context_window: 4096          # 上下文窗口大小
  memory_size: 10               # 记忆历史对话数

系统配置

# 日志配置
log_level: "INFO"              # 日志级别
log_file: "logs/robotvla.log"  # 日志文件路径

# 性能配置  
num_workers: 4                 # 工作线程数
enable_caching: true           # 启用缓存
cache_size: 1000              # 缓存大小限制

# 调试配置
debug_mode: false             # 调试模式
profiling: false              # 性能分析

📊 性能优势

  • 部署效率: 无需训练,配置即用,部署时间从数周缩短到数小时
  • 计算成本: 利用现有预训练模型,无需大规模GPU集群训练
  • 泛化能力: 支持零样本任务,适应性强于特定训练的模型
  • 维护成本: 模块化设计,组件独立更新,降低维护复杂度

🤝 社区与支持

📄 开源协议

本项目采用 MIT 协议开源 - 详见 LICENSE 文件。


RobotVLA: 让每一个视觉模型都能控制机器人,让每一个机器人都能理解世界。

About

A small VLA model, attempting to train the robot using the VLA model to explore the implementation of cutting-edge technological solutions

Resources

Stars

Watchers

Forks

Releases

No releases published

Packages

No packages published