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附录 D 邻近课程与覆盖对照

本附录做两件事:把 Hugging Face、Datawhale 和高校课里出现过、但不宜再开新章的问题收进来;并给出一张对照表,说明每个主题落在本书哪一页。

正文的主线仍然是世界模型。下面这些主题必须能讲清楚它们改的是哪一段接口,以及为什么不单独成章。

覆盖对照

外来课的主题本书落点
HF Robotics Course Unit 0–2:LeRobot、经典控制极限7.1
HF Robot Learning Tutorial:ACT、Diffusion、Flow、RTC、π₀、SmolVLA7.27.3
LeRobot v0.4–v0.6:teleop→record→train→rollout 闭环、DAgger 回流、HIL-SERL、LIBERO 评测协议、世界模型策略(VLA-JEPA、FastWAM)7.87.79.27.4
EVA-Client 类部署框架:遥操作采集、质检回放、checkpoint 下发、延迟补偿、轨迹平滑、日志对比
HF Deep RL:DQN / PPO / SAC、model-based bonus2.6、第 4 章
HF ML for 3D:多视图扩散、3DGS、mesh8.3
Datawhale L01–L05 / P01–P06:四代历史、RSSM、Dreamer、换骨干、反事实1.4、第 4 章、9.2、本附录的换骨干条目
Datawhale every-embodied:VAE/DDPM 代码、LeWM 复现、SO-101 遥操作4.66.57.8
Datawhale dive-into-embodied-ai:CS123 中文仿真版、VLA 十二讲7.17.67.3
MIT 6.s953:POMDP、少数据、Dyna、UniSim、好奇心、元学习、MARL1.24.6、本附录
Berkeley CS 285:模仿学习、model-based、offline RL、LLM-RL7.2、第 4 章、本附录
Berkeley CS 294-277:触觉、腿式、视频世界模型当策略、长时程语言7.47.67.3
Stanford CS 123:PD、FK/IK、四足 RL、foundation model lab7.17.67.9
北大《具身智能导论》:三维抓取、Sim2Real、多模态大模型7.57.77.3

动手配方仍只出现在各章「动手:」页。本附录不另开 Notebook。


无模型强化学习家族

世界模型课默认读者见过「用回报更新策略」。下面这张表把无模型方法钉在接口上,避免和第 4 章的 model-based 路线混为一谈。

方法学什么不学什么典型用途
DQNQ(s,a),离散动作取 argmax转移 P(ss,a)Atari、网格
PPO / A2C策略 π(as) 与价值 V(s)转移连续控制、腿式教师
SAC随机策略 + 熵正则转移操作、接触丰富的仿真
行为克隆π(ao) 拟合专家回报与转移7.2
Offline RL只在固定数据集上改进策略新的真实交互下面一节
Model-based转移,再用规划或想象更新策略第 4 章

判断句:若实验没有学 P(ss,a) 或等价的动作条件预测,它就不是世界模型实验,即使环境是机器人。


离线强化学习

离线 RL(offline RL)的约束是:策略改进只能使用已经采集好的数据集 D,不能再向环境要新的 (s,a,s)。这和「用离线数据训世界模型」相邻,但目标不同。

  • 世界模型:学 P^(ss,a),评价看反事实与多步漂移。
  • 离线策略:学 π,评价看在 D 支持内的回报;超出支持时 Q 函数会高估未见过的动作。

常见对策是约束策略不要远离行为策略(CQL、IQL 一类)。对世界模型课的含义是:只用成功示范训后果模型,会把碰撞区当成 OOD 并自信外推——这正是 7.4 要求混入坏动作的原因。


分层决策与语言规划

长时程任务(「热一杯咖啡」)不能只靠 50 Hz 的关节指令。常见拆法:

text
语言 / 任务 → 技能序列(拿杯、倒水、递出)→ 技能内的低层策略或 VLA chunk

SayCan 用语言模型对技能打分,再用价值函数或可达性检查「身体现在做不做得了」。它改的是技能选择,不是像素动力学。VLA 把技能和低层动作焊在同一个网络里;分层系统把它们拆开,世界模型可以出现在每一层:高层预测「倒水之后台面会不会湿」,低层预测「这一段 chunk 会不会撞」。

评价分层系统时,必须分开报:技能选择错误、技能执行错误、以及两者耦合后的任务失败。只报最终成功率,看不出世界模型帮的是哪一层。


元学习与「极少数据」

MIT 6.s953 把「数据极少」单列为一周。元学习(MAML、RL2)的目标是:在一簇任务上训练,使得新任务只需几条轨迹就能适应。

它和世界模型的关系是竞争,不是包含。世界模型用过去的转移加速当前任务;元学习用过去的任务分布加速新任务。两者可以叠:先在世界模型里适应,再把适应后的策略搬到真机。课程不把 MAML 当必做实验;若选题碰到「每个物体只有 5 条示范」,先写清你改的是动力学、策略初始化,还是数据增强。


从单智能体到多智能体世界模型(MARL与人类交互)

当环境里还有其他学习主体(其他机器人、人类)时,转移不再是平稳的 P(ss,a):别人的策略也在变。这就是 MARL 和非平稳。自对弈(AlphaZero、Hide and Seek)把对手当作环境的一部分一起学。

对世界模型的直接后果:你学到的动力学里混进了别人当时的策略。换一个对手或人类,同一动作的后果会变。诚实的做法是把其他主体的动作也写进条件,比如 Gamma-World(多智能体世界模型)或 WALL-WM(事件级动作模型):

s^t+1=fθ(st,atself,atothers),

而不是假装世界只有自己。同时,引入人类不仅是作为环境障碍,还包括 RLHF(基于人类反馈的强化学习),让人类告诉世界模型“哪些生成未来是危险的或偏好的”。

本书实验默认单智能体;若做对抗、协作或人类交互,必须把「谁的动作进了条件」写进数据卡。


生物运动控制在提供什么

Berkeley CS 294-277 用生物力学开场,不是为了讲解剖,而是给出三条工程约束:

  1. 延迟:视觉约 100ms、本体感觉更快;控制回路必须在延迟下稳定。见 7.2 的 RTC 与 7.7 的动作延迟。
  2. 欠驱动与接触:没有电机连着地面,力只能通过摩擦锥传递。见 7.6
  3. 发育式课程:婴儿先稳定头和躯干,再走、再抓。对应工程上的课程学习:先状态观察的教师,再视觉学生。

生物启发到此为止。本书不把肌肉模型或中枢模式发生器当成可打分实验。


物体中心表示

把整张图压成一个向量,杯子和背景挤在一起。物体中心(object-centric)表示先把场景拆成物体槽,再对每个槽预测位姿与接触。抓取规划、插接、语言里的「那个红杯」都依赖这种拆分。

它改的是状态 st 的内部结构,不是决策接口。第 8 章的占用网格是空间版的物体中心;第 7.5 节的接触后果是物体版。若线性探针能从表示里读出物体坐标,而换物体颜色后坐标仍对,才算拆开了,而不是记了纹理捷径。


LLM 策略与「会说不会动」

用语言模型直接输出技能名或代码(Code as Policies),是 CS 285 近年的 LLM-RL 线。它解决的是长时程离散选择,不解决 50Hz 的连续控制。

和世界模型的接法只有一种合法形式:语言模型提出候选,世界模型或价值函数否决做不到的候选。只把 LLM 的文本当成功证据,不能代替 7.4 的动作后果检查。


换动力学骨干:RSSM 与因果 Transformer

Datawhale 的 P04 要求:同一套数据上,把 RSSM 换成小型因果 Transformer(STORM 一类),并并排比较。

合法对照只有一条:编码器、预测头、数据、horizon 和 seed 集合保持不变,只换 st=g(st1,et,at1) 的实现。

  • RSSM:GRU 维护 ht,随机 zt 走 KL。
  • 因果 Transformer:把 (zt,at) 当成 token 序列,用遮罩预测 zt+1

必须同时报一步损失、多步漂移、反事实差异。只报 Transformer 的 next-token loss 更低,不能声称规划变好。第 4.7 节的简洁档允许把这个对照当作 Dreamer-lite 的替代选题;第 5 章的视频 Transformer 是另一条路线,不要把像素 token 和 RSSM latent 混在一张表里。


语言 grounding 与物理 grounding

Datawhale L05 的争论可以收成一个判断:

  • 语言 grounding:表示能否对齐「红杯 / 蓝杯」这类符号,换指令则换动作。见 7.3
  • 物理 grounding:表示能否保留接触、碰撞、可达性,换动作则换未来。见 1.3 的反事实条件。

两者可以同时失败:画面清晰、指令对、手还是插进桌子。第 9 章要求两项分开报,不许用 FID 或指令准确率互相替代。LeCun 的 AMI 把世界模型、代价、演员拆开,是这个争论的架构版本,不是新的损失函数名词。