离线策略RL+在线推理调优:我在CoRL 2026 RoboEval挑战赛的解决方案

结合离线策略RL与在线推理调优,在RoboEval挑战赛八项双臂任务中达到0.99 RDS接近满分。
本文介绍了作者在CoRL 2026 RoboEval挑战赛中的解决方案。该挑战赛设置八项双臂任务,评分参考人类演示,从安全性、效率和协调性等多维度评估策略。作者提出一种基于π0.5策略的离线策略强化学习框架,使用AWR和RECAP算法直接优化官方评分优势,并在训练循环中通过Thompson采样进行在线推理调优。为进一步突破局部探索局限,作者引入生成演示和恢复片段作为竞赛特定数据增强。最终策略在留出种子上达到0.990 RDS,官方种子上达到0.987 RDS,接近满分。通用方案在两天内即达到0.85 RDS且远未收敛,展示了该框架的强大潜力。
在机器人操作领域,如何让策略不仅完成任务,还能以安全、高效且双臂协调的方式完成,一直是核心挑战。CoRL 2026 RoboEval挑战赛设置了八项双臂任务,评分不仅看成功率,更关注每个阶段是否达到人类演示的水平。本文作者提出了一种结合离线策略强化学习与在线推理调优的方案,在官方评估中取得了接近满分的成绩。

挑战赛背景与评分机制
CoRL 2026 RoboEval挑战赛的核心在于对策略的精细化评估。八个双臂任务要求机器人在每个阶段都表现出安全、高效和协同性,评分参考人类演示,而非简单的成功/失败二元结果。这种设计迫使参赛者不仅要追求任务完成,还要优化动作的质量和协调性。作者的目标是开发一个能够适应这种多维度评分标准的通用方案。
RDS(RoboEval 评分) 是该挑战赛提出的综合评分指标,用于衡量策略在每个任务阶段的表现。与传统的成功率不同,RDS 参考人类演示,从安全性、效率和双臂协调性等多个维度对动作序列进行细粒度评估。具体而言,评分会考虑机器人是否以接近人类的方式完成子任务、是否避免了危险动作、以及双臂之间的配合是否流畅。RDS 的取值范围通常在 0 到 1 之间,1 表示达到或超越人类演示水平。因此,0.99 RDS 意味着策略在几乎所有评估维度上都接近完美。
通用方案:基于π0.5策略的离线策略RL
作者的基础方案沿用了此前LeHome挑战赛的成果:一种基于π0.5的策略,该策略同时充当价值函数。训练采用AWR(优势加权回归)和RECAP算法,直接优化官方评分中的优势值。整个训练循环中,每次rollout同时作为约20个推理参数的Thompson采样试验。这种设计将策略优化与推理调优紧密结合,使得模型在探索过程中不断调整推理参数,从而更高效地逼近最优策略。
据作者描述,该通用方案在两天内就在留出种子上达到了0.85 RDS(RoboEval评分),且远未收敛。这表明离线策略RL框架本身具有强大的潜力,能够快速提升策略性能。
AWR(优势加权回归) 是一种离线强化学习算法,其核心思想是利用优势函数对行为克隆进行加权:优势值高的动作被赋予更高权重,从而使策略更倾向于选择优于平均水平的动作。AWR 避免了显式的策略梯度估计,训练稳定且易于实现,特别适合利用历史数据(离线数据集)进行策略改进。
RECAP 在此语境下指一种递归或回放式的优势加权策略优化流程,它通过迭代地收集数据、估计优势并更新策略,使离线策略 RL 能够持续利用新产生的 rollout 数据。结合 AWR,RECAP 让策略在每一轮迭代中都能从历史经验中提取有效信号,逐步逼近最优策略。
Thompson 采样 是一种基于概率的探索策略:它从参数的后验分布中采样一组参数,并基于该采样执行动作。在本文中,每次 rollout 同时作为约 20 个推理参数的 Thompson 采样试验,意味着作者将推理时的超参数(如动作温度、采样步数等)视为随机变量,通过多次采样来平衡探索与利用。这种方法无需额外训练即可在线调整推理行为,使策略在部署时能动态适应不同场景,同时为离线策略 RL 提供多样化的 rollout 数据。
竞赛特定增强:生成演示与恢复片段
为了进一步突破局部探索的局限,作者引入了竞赛特定的数据增强:生成能够达到完整奖励的演示,以及从策略自身失败中开始的恢复片段。这些数据补充了局部探索无法覆盖的区域,帮助策略学习到更全面的行为。生成演示提供了高质量的正向示例,而恢复片段则让策略学会从失败状态中恢复,增强了鲁棒性。
最终提交的策略在留出种子上达到了0.990 RDS,在官方种子上达到了0.987 RDS。这一结果接近满分,证明了方案的有效性。
恢复片段(recovery segments) 是一种数据增强技术,其思路是从策略自身失败的状态开始,记录策略如何尝试恢复并最终完成任务的过程。与从初始状态开始的完整演示不同,恢复片段聚焦于失败后的纠正行为,能够教会策略在偏离理想轨迹时如何回到正轨。在离线策略 RL 中,这类数据尤其宝贵,因为它覆盖了局部探索难以触及的失败区域,增强了策略的鲁棒性和泛化能力。生成演示则提供高质量的正向示例,两者结合,使训练数据分布更全面地覆盖任务的状态空间。
技术细节与实现要点
整个方案的关键在于将离线策略RL与在线推理调优相结合。离线策略RL允许利用历史数据高效学习,而在线推理调优则通过Thompson采样动态调整推理参数,使策略在部署时也能适应不同场景。AWR和RECAP算法确保了优势加权的稳定性,而生成演示和恢复片段则弥补了探索的不足。作者提到,该方案在两天内就取得了显著效果,且仍有提升空间,这为后续研究提供了方向。
总结与展望
这项工作展示了离线策略强化学习在复杂机器人操作任务中的潜力,特别是结合在线推理调优和数据增强后,能够达到接近人类演示的水平。未来,可以进一步探索更高效的探索策略和更精细的评分优化,以应对更复杂的任务。对于参赛者和研究者而言,这一方案提供了可复用的框架和思路。
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