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ImChong/Humanoid_Robot_Learning_Paper_Notebooks

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📚 每日论文阅读计划

GitHub Pages License Papers Notes

来源: awesome-humanoid-robot-learning

📖 待读论文清单: papers/PROGRESS.md — 全量 531 篇论文的阅读进度表(来自上游 awesome 列表)。

🛠️ 仓库开发待办: papers/todos/TODO_v5.md — 笔记 / 站点 / 工具链的开发任务(最新 v5,侧重脚本健壮性与代码质量,历史版本见 papers/todos/)。

Agent Skills & 工程质量

项目已集成 addyosmani/agent-skills 生产级工程规范,在后续维护中强制执行以下质量门禁:

  • Spec-driven & TDD: 关键功能更新必须先有设计规格(Spec)和测试用例。
  • Code Review: 所有脚本更新需经过 5 轴审查(正确性、可读性、架构、安全、性能)。
  • Source-driven: 实现逻辑必须基于官方文档和最新源码,拒绝"AI 幻想"。

当前正在执行的 TODO_v5 计划涵盖了:

  1. 安全性: 修复 YAML 前言生成中的引号转义隐患。
  2. 一致性: 统一多脚本间的 is_stub(草稿判定)阈值。
  3. 健壮性: 增加全局 UTF-8 编码支持与脚本模块化重构。

规则

  1. 每天早上 7:00 推送当日论文阅读提醒
  2. 冲回复"理解了"后,才进入下一篇
  3. 如果当天没有回复"理解了",第二天继续提醒同一篇
  4. 回复"理解了"后,对话记录也会保存到对应的 MD 笔记中
  5. 可以随时说"读下一篇"跳到一篇

项目结构

├── papers/                            # 论文笔记(按类别分目录)
│   ├── 01_Foundational_RL/            # 基础 RL 算法(PPO、AWR、DeepMimic、AMP 等)
│   ├── 02_Motion_Retargeting/         # 动作重定向(人体骨架 → 机器人骨架)
│   ├── 03_High_Impact_Selection/      # 高影响力精选论文
│   ├── 04_Loco-Manipulation_and_WBC/  # 全身控制与移动操作
│   ├── 05_Locomotion/                 # 行走/跑酷等运动控制
│   ├── 06_Manipulation/               # 操作与灵巧手
│   ├── 07_Teleoperation/              # 遥操作
│   ├── 08_Navigation/                 # 导航
│   ├── 09_State_Estimation/           # 状态估计
│   ├── 10_Sim-to-Real/                # 仿真到真实迁移
│   ├── 11_Simulation_Benchmark/       # 仿真平台与基准测试
│   ├── 12_Hardware_Design/           # 硬件设计
│   ├── 13_Physics-Based_Animation/   # 基于物理的角色动画
│   ├── 14_Human_Motion/              # 人体运动分析与合成
│   ├── todos/                        # 仓库开发待办归档(TODO_v1/v2/v3/v4.md)
│   └── PROGRESS.md                   # 全部论文阅读进度表(待读清单)
├── progress.json                      # 当前阅读进度追踪(JSON)
├── scripts/                           # 辅助脚本
│   └── prepare_pages.py              # GitHub Pages 部署预处理
├── _data/                             # Jekyll 数据文件
│   └── papers.json                   # 论文索引数据
├── .github/workflows/                 # CI/CD
│   └── deploy.yml                   # GitHub Pages 自动部署
├── _layouts/ _includes/ assets/       # Jekyll 网页模板和样式
├── _config.yml                        # Jekyll 配置
└── README.md                          # 本文件

每篇论文的笔记通过 GitHub Pages 自动部署为在线网页。

源码对照

笔记中涉及的论文,如果MimicKit(xbpeng 大神的运动模仿框架)中有官方实现,笔记会附上「📁 MimicKit 源码对照」章节,包含:

  • 关键代码块:与笔记讲解一一对应的源码(网络结构、loss 计算、训练循环等)
  • 配置示例:YAML 超参数文件的关键参数说明
  • 训练 / 测试命令:可一键运行的命令行

MimicKit 是一个轻量级的运动模仿框架,支持 Isaac Gym / Isaac Lab / Newton 等仿真后端。目前已覆盖:DeepMimic、AMP、AWR、ASE、LCP 等主流算法。源码地址:https://github.com/xbpeng/MimicKit

笔记说明

每篇笔记采用统一结构,兼顾深度理解面试准备

正文部分

章节 内容 示例
📋 基本信息 arXiv、PDF、作者、机构、发表时间 arXiv: 1707.06347
🎯 一句话总结 用一句大白话概括论文核心贡献 "PPO 通过裁剪机制让策略更新既大胆又安全"
📌 英文缩写速查 论文中出现的术语缩写表 放在一句话总结之后、正文之前
❓ 要解决什么问题 问题背景 + 生活化类比,零基础能看懂 用"走台阶 vs 瞎子爬山"类比 PPO vs TRPO
🔧 方法详解 逐步拆解核心方法,配公式、表格、流程图 概率比 → 优势函数 → 裁剪机制 → 训练流程
🚶 具体实例 完整数值走通:用人形机器人场景演示算法全过程 状态设定 → 采样 → GAE 计算 → 裁剪更新 → 训练进展
🤖 工程价值 为什么这个方法对人形机器人控制重要 PPO 成为 sim-to-real 首选的原因
📁 MimicKit 源码对照 (可选,有源码时出现) 对应的 MimicKit 官方实现代码与配置 PPO/AWR/LCP 等主流算法均有覆盖
🎤 面试高频 Q&A 5-8 个高频问题 + 参考回答,直接可用 "PPO 和 TRPO 的区别?""裁剪具体怎么起作用?"
💬 讨论记录 阅读过程中的疑问、讨论和澄清 surrogate loss 的直觉理解

附录部分

附录 内容
算法变体 不同版本对比(如 PPO-Clip vs PPO-Penalty)
Loss 完整拆解 含各项系数的完整公式
网络架构 Actor-Critic 的典型结构
超参数速查表 常用超参数及推荐值
训练过程可视化 各指标随训练的变化趋势
实验结果 关键实验数据与对比
相关工作 上下游论文关系

💡 附录内容因论文而异,不是每篇都有全部附录。核心原则:有用就写,没必要就省

学习路线图

💡 括号内为论文 arXiv 首次发布年份,与首页路线图节点下方的年份小字一致。

① 【基础 RL】
  PPO (2017) → AWR (2019)
              ↓
   【人体动作数据层】        ← 模仿类方法开始需要参考数据
  AMASS (2019) / HumanML3D (2022)  →  人体 SMPL 动作数据集
       ↓
   【动作重定向层】          ← 人体骨架 → 机器人骨架的桥梁
  几何重定向 (IK-based)  →  GMR / Retargeting Matters (2025)
       ↓                    ↑ 决定模仿策略的动作质量上限
       ↓
② 【精确模仿主线】        【风格学习主线】
  DeepMimic (2018)  →→→  AMP (2021)
       ↓                    ↓
  PHC (2023)            ADD (2025)
       ↓
③ 【技能组合 / 扩散】
  ASE (2022) → CALM (2023) → PULSE (2023)
  Diffusion Policy (2023) → BeyondMimic (2025)
       ↓
④ 【全身控制 WBC】        ← 把技能 / 扩散策略落到整机关节
  Expressive WBC (2024) → HOVER (2024) / HugWBC (2025) / ExBody2 (2024)
       ↓
   ┌── 从 WBC / 扩散分出多条上行支线,最终都汇聚到 ⑨ ──┐
   │
   ├─ ⑤ 操作 Manipulation:         iDP3 (2024) → EgoMimic (2024) → HumDex (2026)
   │                                (3D 扩散策略 / 自我中心视频 / 灵巧手)
   │
   ├─ ⑥ 移动操作 Loco-Manipulation: HOMIE (2025) → ULTRA (2026) → Ψ₀ (2026)
   │                                (外骨骼遥操作 → 多模态全身控制 → loco-manip 基础模型)
   │
   └─ ⑦ 世界模型 World Model:       DreamDojo (2026) → 1X World Model (2025);HAIC (2026)(动力学感知 WM)
            ↓(世界模型"会做梦"预测未来 / 动力学,再升级为可直接当策略的模型)
       ⑧ 世界-动作模型 WAM:         DreamZero (2026)(World Action Models are Zero-shot Policies)
       ↓
⑨ 【基础模型终点 (VLA / BFM)】   ← 一路从 PPO 爬到这里
  VLA:GR00T N1 (2025)                  ── 视觉-语言-动作,端到端通才策略
  BFM:Behavior Foundation Model (2025) ── 行为基础模型 / 全身控制先验

【Sim-to-Real 工程层】  ← 横跨整个路线
  Domain Randomization (2017) → LCP (2024)
  ↑ sim环境随机化迁移        ↑ 动作平滑,替代低通滤波器

💡 为什么把动作重定向单列一层:精确模仿 / 风格学习 / 遥操作(OmniH2O、ExBody2 等)都依赖"人体动作 → 机器人可执行轨迹"的转换;重定向质量直接决定下游策略能学到什么动作,是被很多论文一笔带过、却最容易踩坑的工程环节。

🚀 从 WBC 到基础模型的上行支线:全身控制(WBC)把底层技能 / 扩散策略落到整机关节后,路线分出操作(Manipulation)与移动操作(Loco-Manipulation)等分支;它们最终都汇聚到基础模型终点——以 GR00T N1 为代表的 VLA(视觉-语言-动作)和以 Behavior Foundation Model(BFM-Zero)为代表的 BFM(行为基础模型),即"一路从 PPO 上到 VLA / BFM"的顶点。

🌍 世界模型 / 世界-动作模型支线世界模型(World Model)——DreamDojo、1X World Model、HAIC(动力学感知 WM)——学会预测未来观测与动力学,既能"做梦"生成训练数据、又能做基于模型的规划;再进一步,世界-动作模型(World Action Model, WAM)(如 DreamZero)让世界模型本身充当零样本策略,与 VLA / BFM 一同构成"通用机器人大模型"的顶层。

源码层面一览(基础强化学习 · 官方仓库与 MimicKit)

论文 官方源码 MimicKit 核心实现 / 入口
PPO openai/baselines mimickit/learning/ppo_agent.py
AWR xbpeng/awr mimickit/learning/awr_agent.py
DeepMimic xbpeng/MimicKit mimickit/envs/deepmimic_env.py + ppo_agent.py
AMP nv-tlabs/ASE(含 AMP) mimickit/learning/amp_agent.py
ASE nv-tlabs/ASE mimickit/learning/ase_agent.py
ADD xbpeng/MimicKit mimickit/learning/add_agent.py
LCP zixuan417/smooth-humanoid-locomotion mimickit/learning/lcp_agent.py
PHC ZhengyiLuo/PHC phc/learning/amp_network_pnn_builder.py(独立仓库)
CALM NVlabs/CALM IsaacGym 独立实现,不在 MimicKit
PULSE ZhengyiLuo/PULSE phc/learning/amp_network_z_builder.py(基于 PHC 扩展)
Diffusion Policy columbia-ai-robotics/diffusion_policy 视觉模仿学习框架,与 MimicKit 定位不同
BeyondMimic HybridRobotics/whole_body_tracking(训练)
HybridRobotics/motion_tracking_controller(部署)
Isaac Lab + RSL-RL;引导扩散部分尚未单独开源
Domain Randomization (2017) 无官方代码;可参考 matwilso/domrand 复现 N/A DR 作为通用技术在 MimicKit / Isaac 系 env 的 events 中体现
Understanding DR (2021) 理论论文,无配套代码 N/A
MimicKit xbpeng/MimicKit 框架本身,汇总上表 ✅ 项

注:MimicKit 列打 ✅ 表示该算法在 MimicKit 有官方实现,且对应笔记含「📁 MimicKit 源码对照」章节;打 ❌ 表示有独立官方仓库、不在 MimicKit 内。

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人形机器人强化学习论文阅读任务汇总

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