吴佳俊&李飞飞团队新作 FACT,业内首个面向机器人的小脑模型
看到场景了,理解任务了,机械臂也转了,瓶盖却没拧开。
这是机器人在操作上经常遇到的问题。
可能是:手指握得不够牢,动作打滑;也可能是接触后发生了变化,后续动作没有及时调整。
指令已经给出,手上的力却未必跟得上。
近日,李飞飞和吴佳俊参与的工作 FACT,就在把注意力放到了这里。

我们和李飞飞的学生沟通了下,了解到这项工作是“业内首个机器人小脑”:是从大规模人类示范中同时学习运动与用力,让机器人在接触物体时预测受力,并根据触觉反馈修正动作。
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paper链接: https://arxiv.org/abs/2610.19155
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项目主页: https://fact-1-0.github.io
如果看FACT这个结构,主要由由Coarse Planner和Action Refiner组成。
就像开头拧瓶盖这个任务,背后对应的是一套分工。
Coarse Planner(粗规划器)承担大脑的角色,预判接下来的场景运动(astra这类可以担当,不是本工作的重点);Action Refiner(动作精修器)承担小脑的角色,把粗动作与接触信息结合起来,处理执行中的细节。
这篇工作重点就是Action Refiner,小脑任务,具备高频触觉推理能力。
沿着这个逻辑,我们可以看看这个小脑的力的经验从哪里来?
人类示范记录了手如何运动,但很多以视频和运动为主的数据,缺少实际施力的直接测量。
FACT 把这部分信息直接补进了预训练,再让模型同时预测动作和未来的力。
人类的接触经验,由此与机器人的执行过程连接起来。
一作 caozhi也在X上第一时间分享这篇工作的核心突破。

共同一作 Yining Hong 也在X分享中提醒大家打开演示视频的声音:背景音乐里,有她与机器人的二重奏。

对外的Demo中,琴弦、鞋带和移液器这些具体对象,也让这篇工作的目标变得直观:机器人需要学习手上那些很难仅凭动作外观讲清楚的细节。
01 2000小时人类示范,把“怎么用力”纳入机器人预训练
从人类示范学习操作,一个直接吸引力是规模。
但缺乏触觉信息,上限也很明显。
想象一只手保持相近的姿势,停在物体表面:它可能只是轻轻接触,也可能正在持续施压。画面里的位置变化很小,物理交互却可能不同。如果示范只留下运动外观,学习系统还要自己推断这部分差异。
FACT强调的是:人类视频能够提供规模和运动先验,而施加的力能够补充其中隐含的交互信息。
为此,他们团队构建了 EgoForce数据集,把“用力”这件事放到预训练中。
EgoForce包含约2000小时人类操作、4万段示范,覆盖1000项任务和1000名示范者。
第一视角视频、手部运动与校准后的触觉力信号,被放进同一套数据记录中。

“校准后的力”是理解这套数据的关键。
不同示范中的数值能够表达可比较的物理含义,才能让模型跨操作者、跨任务积累接触经验。否则,一串传感器读数和操作时实际施加的力之间,还缺少转换关系。
我们了解到,在训练上,FACT 共同使用 EgoForce 与机器人示范。
这样,人类数据承担了提供丰富操作经验的角色,机器人数据帮助模型学习机器人执行所需的映射。
02 FACT 联合预测力与动作
FACT 的全称中,Force、Action、Track 分别对应力、动作和视觉轨迹。
主要包括2个大模块:粗的规划器和force-action的精修器。
而FACT中的前三个词也概括了它希望建立的联系:预判运动,生成动作,同时学习动作带来的接触变化。
先看粗规划器。
它接收图像、任务指令、机器人状态和历史视觉轨迹,联合预测未来视频、轨迹与动作。
简单来说,粗规划器先形成一份关于“接下来怎样运动”的判断,再把粗动作交给精修器。

FACT结构
再看精修器。
一个更小的Force-Action Joint Refiner接收粗动作、当前触觉信息和前一阶段的视觉计划,同时预测未来指尖受力,并继续修改尚未执行的动作。
这和单纯把触觉作为输入不同。
当前受力只能告诉机器人“刚才发生了什么”;未来力预测则要求模型回答:如果继续执行这个动作,接下来将产生怎样的接触后果?
这也让“预测力”与动作生成建立了直接联系。它服务于动作细化,不能简单理解成先算出一个力值,再让底层控制器追踪这个数值。
FACT以20 Hz输出动作,每隔一段时间接收新的触觉信息。当真实接触与预期出现差异,精修器只调整还没有执行的动作后缀,无须重新运行完整的规划器。
所以,这套分工的技术实质并不是一个负责想、一个负责动,而是大模型先确定动作结构,小模型持续预判接触后果,并用真实反馈修正剩余动作。
03 每项任务10条机器人示范,FACT在十项真机测试中领先
FACT最终在10项真机任务上进行测试。
其中既有打开试管盖、多物体连续抓取、使用螺丝刀,也有系鞋带、洗牌、弹奏竖琴和调节移液器刻度。
这些任务并不是为了展示机器人会做多少种动作,而是在集中考察同一个问题:当任务进入接触阶段,模型能否把位置、方向和受力同时协调起来。
每项任务只采集10条机器人遥操作轨迹,再加入90条人类示范进行微调。所有方法使用相同的数据与测试条件,并在双臂和Sharpa Wave灵巧手平台上完成评估。
完整FACT在7项二元成功任务上的平均成功率为41.4%,T-Rex为8.6%。
其中:
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打开试管盖,FACT达到80%,T-Rex为20%;
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实验室移液,FACT达到40%,T-Rex为0;
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单手连续抓取多个物体,FACT达到40%,T-Rex为0;
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弹奏竖琴时,FACT平均弹出6.7个清晰音符,T-Rex为2.1个;
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调节移液器刻度时,FACT在10次中有5次成功接触旋钮,接触后的平均误差为6.4微升;T-Rex仅接触成功2次,平均误差为14微升。

此外,在试管盖任务上对T-Rex的单项成功率提升最高达到60个百分点。

不过看这些实验,我们也需要按任务理解指标。
完成一次移液、打开一个盖子,与让乐器发出清晰音符,评估的对象不同。它们共同检验精细执行能力,但不适合不加区分地合成一个数字。
这组结果最有价值的信号,是人类操作经验能够参与具体机器人的任务学习:在任务专属机器人数据有限时,来自人的运动与用力示范,依然能够为适配提供帮助。
04 从0%到80%,力监督改变了人类经验的迁移效果
模型整体更强之后,还有一层更重要的追问:提升中,人类示范里的力到底贡献了什么?
预训练配方的消融实验,比较人类数据保留力监督与去掉力监督时的下游表现。
这张表和上一节的基线比较,回答的是不同问题。基线比较看完整系统的表现;这组消融则更接近我们关心的问题:记录人类用力,是否真的有助于机器人学习?

试管盖任务的差异尤其明显。同样引入人类示范,力监督的有无对应了很不一样的执行结果。这意味着,在这个设置下,视频和运动之外的接触信息提供了重要增量。
系鞋带从0%到20%,人类的力监督起到了决定性的作用。在人类预训练阶段加入力标签,解锁了此前几乎无法完成的任务。
05 从100小时到2000小时,力觉优势没有被数据规模冲淡
FACT报告中还做了一项容易被忽略、但更接近基础模型逻辑的实验:不断扩大预训练阶段的人类数据。
团队分别使用100、500、1000、1500和2000小时人类示范,并在每个规模下混入相同的机器人遥操作数据,再分别训练“带触觉监督”和“不带触觉监督”的模型。
随着人类数据增加,两组模型的验证误差都呈现近似对数线性下降。

更关键的是,触觉监督带来的差距没有随着视觉和动作数据变多而消失:
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在100小时规模下,加入触觉监督后,验证误差由0.047降至0.042;
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在2000小时规模下,验证误差由0.036降至0.031;
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在各个数据规模上,触觉监督都带来约10%至14%的改善;
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从1000小时继续扩展到2000小时,带触觉模型的误差下降11%,不带触觉模型下降8%。

这组结果包含两层信息。
第一,人类数据规模继续扩大,模型仍然能够从中获得收益,没有在较小规模上迅速饱和。
第二,力觉不是小数据阶段用于“补信息不足”的临时手段。即使人类视觉和动作数据扩展到2000小时,力觉监督仍然提供稳定增益。
换句话说,更多视频没有自动补回缺失的物理信息。
模型看过再多手部动作,如果始终不知道手与物体之间发生了怎样的作用,它学习到的仍是一套不完整的人类经验。
06 写在最后:大脑持续升级,手上的经验也需要积累
FACT 的工作介绍中还有一个更大的愿景:上层大脑会不断变强,也会不断被替换,而“小脑”可以与下一代大脑继续协作。
这一愿景以GPT、Claude等通用模型作为上层智能的参照,指向任务理解与底层执行之间的分工。
FACT 这篇工作中具体验证的,是人类力监督与接触预测如何帮助机器人执行;与不同上层模型协作,是作者进一步希望推动的方向。
这也是我们理解“首个机器人小脑”这一定位的方式:它强调一种从规模化人类经验中学习、同时预测和响应接触的执行能力。
而工作中的粗规划器与精修器,则给出了实现这种能力的一套具体架构。
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