Learning new skills by observing humans' behaviors is an essential capability of AI. In this work, we leverage instructional videos to study humans' decision-making processes, focusing on learning a model to plan goal-directed actions in real-life videos. In contrast to conventional action recognition, goal-directed actions are based on expectations of their outcomes requiring causal knowledge of potential consequences of actions. Thus, integrating the environment structure with goals is critical for solving this task. Previous works learn a single world model will fail to distinguish various tasks, resulting in an ambiguous latent space; planning through it will gradually neglect the desired outcomes since the global information of the future goal degrades quickly as the procedure evolves. We address these limitations with a new formulation of procedure planning and propose novel algorithms to model human behaviors through Bayesian Inference and model-based Imitation Learning. Experiments conducted on real-world instructional videos show that our method can achieve state-of-the-art performance in reaching the indicated goals. Furthermore, the learned contextual information presents interesting features for planning in a latent space.


翻译:通过观察人类的行为来学习新技能是AI的一个基本能力。 在这项工作中,我们利用教学视频来研究人类的决策过程,重点是学习一个模型来规划现实生活中的目标导向行动。与常规行动承认相比,目标导向行动是基于对其结果的期望,要求了解行动的潜在后果。因此,将环境结构与目标结合起来对于完成这项任务至关重要。以前的作品学习了一个单一的世界模式,无法区分各种任务,导致一个模糊的潜伏空间;通过它进行规划将逐渐忽视预期结果,因为关于未来目标的全球信息随着程序的发展而迅速退化。我们通过制定新的程序规划来解决这些局限性,并提出新的算法,通过Bayesian推论和基于模型的模拟模拟学习来模拟人类行为。在现实世界教学视频上进行的实验表明,我们的方法可以实现所指明的目标方面的最先进的业绩。此外,所学到的背景资料提供了在潜在空间中规划的有趣特征。

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