WorkBenchMark:用逆向拆解规划乐高得宝机器人装配
WorkBenchMark 测试机器人能否把散放的 LEGO Duplo 零件装成目标产品。基线方法结合几何感知、从成品逆向推导的装配顺序,以及精确运动执行。这是一项机器人基准研究,并非 BrickGPT.online 的功能。
把实际物理操作纳入测评
2026 年 6 月的 arXiv v2 论文定义了 400 项仿真任务,每个难度层级 100 项:基础垂直堆叠、多块顺序堆叠、空间形状布局和复杂互锁结构。任务给出目标产品和散放零件,机器人需要识别零件、确定顺序、抓取和插入,并避免碰撞与倒塌。
理论顺序正确,机械臂仍可能够不到零件,或在后续下压时破坏结构。论文还评估了较小的实体机器人任务集。
从完成品逆向推导装配顺序
Assembly-by-Disassembly 用体素占用状态表示成品,递归移除可从上方取出的候选零件。候选零件需要有无碰撞抓取姿态,移走后剩余结构也必须能支撑将来的压装。后一条件通过接地积木形成的支撑多边形与下压位置投影近似判断。
失败时搜索会回溯,也能把连在一起的子装配整体处理。成功拆解序列倒过来就是装配顺序。支撑多边形只是近似检查,并非完整接触物理证明。
视觉定位后执行避碰运动
感知流程用 GroundingDINO 根据文字定位零件、SAM 细化实例掩码,再结合已知 CAD 网格,用 FoundationPose 估计六自由度姿态。控制器按接近、张开夹爪、下降、抓取、抬升、移动、下降和释放的状态机执行。
MoveIt 2 与 OMPL 规划无碰撞的转移动作,受约束的笛卡尔下降保证抓取和插入对齐。执行失败会换一个抓取姿态并可能重规划。已知网格、相机标定和可靠姿态估计仍是前提。
实验数字的适用范围
在 400 项仿真任务中,结构化流程总体成功率为 77.5%,微调 VLA 基线为 42.5%,零样本 VLM/VLA 基线为 38.25%。该方法从 Tier 1 的 94% 降到 Tier 4 的 62%。UR5 实机在 Tier 1-3 各 10 项任务上分别报告 90%、90% 和 70%;Tier 4 未纳入实体测试。
这些数字只适用于论文规定的零件、仿真器与机器人设置,不能外推到任意积木套装,也不表示 BrickGPT.online 能控制机器人。
阅读原始研究
研究区分了视觉步骤图可能掩盖的三类失败:零件姿态不准、装配顺序不可行、物理插入失败。具体任务约束和评测协议请以论文为准。
BrickGPT Lab