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[技术文章] RoboMIND:开启智能机器人新时代的数据驱动力

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发表于 2025-4-25 10:31:51 | 显示全部楼层 阅读模式
在具身智能技术高速发展的2025年,机器人正从实验室加速迈向产业落地,而高质量数据集的稀缺性却成为制约其规模化应用的“阿喀琉斯之踵”。无论是人形机器人灵巧手的精细化操作,还是工业机械臂的复杂任务泛化执行,真实场景数据的采集成本高、标注精度不足、仿真与现实的“数据鸿沟”等问题,始终困扰着全球开发者。

今天,我们将深入解析机器人领域的“知识引擎”——RoboMIND数据集,揭秘它如何通过超大规模、多模态融合与智能化平台,为机器人解锁人类级别的操作能力,推动行业跨越式发展。

超大规模数据集:智能机器人的知识宝库

RoboMIND 数据集堪称智能机器人领域的知识宝库,它汇聚了来自 Franka Emika Panda、Tien Kung、AgileX Cobot Magic V2.0 和 UR5e 四种不同机器人实体的海量数据,目前总计约十万条轨迹,年底将达到三十余万条。这些轨迹涵盖了 479 个任务、96 个不同的物体类别以及 38 项操作技能,为机器人学习和模仿人类行为提供了极其丰富的样本。




与现有机器人操作现实数据集的对比,我们将机器人类型分为三类:单臂、双臂和人形机器人。我们列出了独特多视角轨迹数据的数量,并以橙色突出显示RoboMIND的优势。



想象一下,机器人通过这些数据,能够学习如何精准地抓取各种形状和大小的物体,如何在复杂环境中灵活地移动和避障,甚至如何完成一系列复杂的操作任务,如组装零件、烹饪美食等。RoboMIND 数据集就像一位经验丰富的导师,引导机器人不断成长和进步,逐步具备处理各种实际场景的能力。

智能数据平台:高效处理数据的幕后英雄

为了支撑如此大规模数据集的开发,我们精心打造了一个智能数据平台。该平台基于云原生架构和分布式计算技术,具备五大核心功能模块,确保数据从收集到处理的全过程高效、精准且有序。

在数据收集方面,平台借助遥操作设备,能够从四种类型的机器人中稳定地获取数据,并自动传输至平台。无论是单臂机器人的精细操作,还是双臂机器人的协同动作,亦或是类人机器人的复杂行为,都能被准确记录下来。

平台采用标准化的 H5 格式对数据进行打包和存储,将机器人执行动作的视觉数据(如 RGB-D 信息)和其运动的自我感知数据(如关节角度、速度等)整合在一起,不仅优化了存储效率,还便于后续的数据组织和管理。

数据预处理模块则根据预定义标准对数据集进行严格过滤,评估任务执行的准确性、轨迹平滑性,以及视觉数据中是否存在遮挡或运动模糊等问题,确保数据质量上乘,为机器人学习提供可靠基础。

数据分类功能按照机器人类型和具体执行任务对数据集进行细致分类,让研究人员能够快速找到所需数据,提高研发效率。而数据注释功能则为数据集添加详细的语言注释,进一步提升数据的可理解性和可用性,方便不同背景的人员使用和交流。

多样化数据收集方式:精准捕捉机器人行为的每一个细节

针对不同类型的机器人,我们采用了多样化的数据收集方式,以确保能够全面、精准地捕捉它们的行为细节。对于单臂机器人,我们构建了与机器人手臂自由度相匹配的 3D打印组件和伺服电机,通过深度相机记录机器人手臂运动的RGB-D信息(图a),同时接收其状态数据,完整地还原机器人在执行任务时的动作和感知信息。

在双臂机器人数据收集方面,我们直接利用类似于移动 ALOHA 系统的双向遥操作设备(图b),这种设备能够精准地捕捉操作人员的动作意图,并将其传递给机器人,使机器人能够准确地执行相应的双臂协同操作任务,为复杂场景下的机器人应用提供丰富的数据支持。



而对于类人机器人,我们不仅采用了 Gello 风格的遥操作设备,还创新性地使用了 Xsens 运动捕捉服(图C)。这套设备能够精确地捕捉人类身体各个关节的运动,并将其映射到类人机器人相应的关节运动上,使类人机器人能够像人类一样灵活地活动。

同时,我们在类人机器人全身多个部位安装了深度摄像头,如头部的 Orbbec Gemini 335 和**、腰部、背部的 Orbbec Gemini 335L,利用主动和被动立体视觉技术,为机器人提供多角度、全方位的视觉感知数据,使其能够更真实地模拟人类在复杂环境中的视觉体验和行为反应。



RoboMIND数据集的价值不仅在于其庞大的数据规模,更在于它构建了一个从硬件适配、多模态采集到智能标注的完整技术闭环。通过标准化流程与开源工具链的深度融合,开发者得以将研究重心从繁琐的数据处理转向算法创新与场景验证。

而在智能机器人领域,数据采集的精度直接决定算法的上限。在系列文章的第二篇,我们将聚焦RoboMIND数据集背后的“硬核科技”——从质量保障标准到语义信息增强,深度拆解数据采集与标注的全流程技术细节。


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