OmniManip – 智元机器人联合北大推出的通用机器人操作框架-爱论文

OmniManip是什么

OmniManip 是北京大学与智元机器人联合实验室开发的通用机器人操作框架，通过结合视觉语言模型（VLM）的高层次推理能力和精确的三维操作能力，实现机器人在非结构化环境中的通用操作。框架的核心在于以对象为中心的交互基元表示法，通过将任务分解为多个结构化阶段，基于 VLM 提供的常识推理能力，将自然语言指令转化为可执行的三维空间约束。

OmniManip的主要功能

零样本泛化能力：OmniManip 能处理多样化的开放词汇指令和物体，无需训练即可在多种机器人操作任务中实现强泛化能力。跨机器人形态能力：OmniManip 是种硬件无关的方法，可以轻松部署在不同类型的机器人平台上，例如双臂人形机器人。大规模仿真数据生成：OmniManip 的设计使其能自动化生成大规模的机器人操作仿真数据，为未来的研究提供了强大的数据支持。

OmniManip的技术原理

以对象为中心的交互基元表示法：OmniManip 提出了一种以对象为中心的表示方法，通过对象的功能性空间（canonical space）定义交互基元（如交互点和方向），将 VLM 的输出转化为可执行的三维空间约束。这些交互基元在对象的标准空间中定义，能在不同场景中保持一致，实现更通用和可复用的操作策略。双闭环系统设计：OmniManip 采用双闭环系统，分别用于高级规划和低级执行：闭环规划：通过交互渲染和交互原语重采样，OmniManip 实现了 VLM 的闭环推理。这一机制可以检测并纠正 VLM 推理中的错误（如幻觉问题），确保规划结果的准确性。闭环执行：在执行阶段，OmniManip 使用 6D 姿态跟踪器实时更新物体的位姿，并将其转换为机械臂末端执行器的操作轨迹，从而实现鲁棒的实时控制。任务分解与空间约束：OmniManip 将复杂任务分解为多个阶段，每个阶段通过交互基元定义空间约束。例如，在“将茶倒入杯中”的任务中，系统会分解为“抓取茶壶”和“倾倒茶水”两个阶段，并为每个阶段生成相应的交互点和方向。