?谷歌大腦Time-Contrastive Networks（TCN）論文解讀視頻

翻譯 | Laura    校對(duì) | 吳璇    整理 | 凡江

雷鋒網(wǎng)按：在「Time-Contrastive Networks: Self-Supervised Learning from Multi-View Observation」這篇論文中，谷歌的研究者提出了一種從觀察中學(xué)習(xí)世界的新方法。雷鋒網(wǎng)本期譯制視頻多角度展示了機(jī)器人僅僅通過(guò)觀看視頻，就能在無(wú)人監(jiān)督的情況下，模擬視頻動(dòng)作的全過(guò)程。

除了視頻演示之外，谷歌大腦并未對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)提供監(jiān)督學(xué)習(xí)。他們將這種方法運(yùn)用于各種不同的任務(wù)，以此來(lái)訓(xùn)練真實(shí)和虛擬機(jī)器人。例如，倒水任務(wù)，放碟任務(wù)，和姿勢(shì)模仿任務(wù)。

第一步

通過(guò)視頻的分解鏡頭來(lái)學(xué)習(xí)，將時(shí)間作為監(jiān)督信號(hào)，發(fā)現(xiàn)視頻的不同屬性。這組嵌入向量經(jīng)由一組非結(jié)構(gòu)化和未標(biāo)記的視頻訓(xùn)練，里面含有和任務(wù)相關(guān)的有效動(dòng)作，也有一些隨機(jī)行為，來(lái)體現(xiàn)真實(shí)世界中的各種可能狀態(tài)。

模型使用triplet loss誤差函數(shù)，基于同一幀的多視角觀察數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練多視角下同時(shí)出現(xiàn)的幀，在嵌入空間中互相關(guān)聯(lián)。當(dāng)然也可以考慮一個(gè)時(shí)間對(duì)比模型，只根據(jù)單一視角來(lái)訓(xùn)練。這一次，有效幀在錨點(diǎn)的一定范圍內(nèi)隨機(jī)選定，根據(jù)有效范圍計(jì)算邊際范圍。無(wú)效范圍是在邊際范圍外隨機(jī)選定。模型和之前一樣進(jìn)行訓(xùn)練。

第二步

通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)來(lái)學(xué)習(xí)規(guī)則?；赥CN嵌入，根據(jù)第三方的真人示范來(lái)構(gòu)造獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)。機(jī)械臂起初嘗試一些隨機(jī)動(dòng)作，然后學(xué)會(huì)反復(fù)進(jìn)行這些動(dòng)作，就可以產(chǎn)生最高獎(jiǎng)勵(lì)的控制步驟，最后達(dá)成重現(xiàn)視頻任務(wù)的效果。

模型在僅僅經(jīng)歷了9次迭代后就成功收斂，大約相當(dāng)于現(xiàn)實(shí)世界15分鐘的訓(xùn)練。同樣地，在移碟任務(wù)中，機(jī)器人最初嘗試隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，然后學(xué)會(huì)成功拿起和移動(dòng)一個(gè)盤(pán)子。

雷鋒網(wǎng)提供論文原址：https://sermanet.github.io/tcn/

雷鋒網(wǎng)推薦相關(guān)閱讀：看一遍人類(lèi)動(dòng)作就能模仿，能理解語(yǔ)義的谷歌機(jī)器人登上無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)的新高度

雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見(jiàn)轉(zhuǎn)載須知。