World models have emerged as a pivotal component in robot manipulation planning, enabling agents to predict future environmental states and reason about the consequences of actions before execution. While video-generation models are increasingly adopted, they often lack rigorous physical grounding, leading to hallucinations and a failure to maintain consistency in long-horizon physical constraints. To address these limitations, we propose Embodied Tree of Thoughts (EToT), a novel Real2Sim2Real planning framework that leverages a physics-based interactive digital twin as an embodied world model. EToT formulates manipulation planning as a tree search expanded through two synergistic mechanisms: (1) Priori Branching, which generates diverse candidate execution paths based on semantic and spatial analysis; and (2) Reflective Branching, which utilizes VLMs to diagnose execution failures within the simulator and iteratively refine the planning tree with corrective actions. By grounding high-level reasoning in a physics simulator, our framework ensures that generated plans adhere to rigid-body dynamics and collision constraints. We validate EToT on a suite of short- and long-horizon manipulation tasks, where it consistently outperforms baselines by effectively predicting physical dynamics and adapting to potential failures. Website at https://embodied-tree-of-thoughts.github.io .


翻译:世界模型已成为机器人操作规划的关键组成部分,使智能体能够在执行前预测未来环境状态并推理动作的后果。尽管视频生成模型日益被采用,但它们往往缺乏严格的物理基础,导致幻觉现象以及在长时域物理约束下难以保持一致性。为应对这些局限,我们提出具身思维树(EToT),一种新颖的Real2Sim2Real规划框架,利用基于物理的交互式数字孪生作为具身世界模型。EToT将操作规划构建为通过两种协同机制扩展的树搜索:(1)先验分支,基于语义与空间分析生成多样化的候选执行路径;(2)反思分支,利用视觉语言模型在模拟器中诊断执行失败,并通过纠正动作迭代优化规划树。通过将高层推理锚定于物理模拟器,我们的框架确保生成的计划遵循刚体动力学与碰撞约束。我们在短期与长期操作任务集上验证EToT,其通过有效预测物理动态并适应潜在故障,持续超越基线方法。项目网站:https://embodied-tree-of-thoughts.github.io。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员