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计算机科学 > 机器人技术

arXiv:2507.04661 (cs)
[提交于 2025年7月7日 ]

标题: DRAE:用于机器人终身学习和任务适应的动态检索增强专家网络

标题: DRAE: Dynamic Retrieval-Augmented Expert Networks for Lifelong Learning and Task Adaptation in Robotics

Authors:Yayu Long, Kewei Chen, Long Jin, Mingsheng Shang
摘要: 我们引入了动态检索增强专家网络(DRAE),这是一种突破性的架构,通过结合专家混合(MoE)的动态路由能力;利用检索增强生成(RAG)的知识增强能力;引入一种新的分层强化学习(RL)框架;并通过ReflexNet-SchemaPlanner-HyperOptima(RSHO)进行协调,解决了终身学习、灾难性遗忘和任务适应的挑战。DRAE通过稀疏MoE门控机制动态路由专家模型,实现高效的资源分配,同时通过参数化检索(P-RAG)利用外部知识来增强学习过程。我们提出了一种新的RL框架,包括ReflexNet用于低级任务执行,SchemaPlanner用于符号推理,HyperOptima用于长期上下文建模,确保持续适应和记忆保留。实验结果表明,DRAE在长期任务保留和知识重用方面显著优于基线方法,在一组动态机器人操作任务中实现了82.5%的平均任务成功率,相比之下传统MoE模型为74.2%。此外,DRAE保持极低的遗忘率,在灾难性遗忘缓解方面优于最先进的方法。这些结果证明了我们的方法在为机器人实现灵活、可扩展和高效的终身学习方面的有效性。
摘要: We introduce Dynamic Retrieval-Augmented Expert Networks (DRAE), a groundbreaking architecture that addresses the challenges of lifelong learning, catastrophic forgetting, and task adaptation by combining the dynamic routing capabilities of Mixture-of-Experts (MoE); leveraging the knowledge-enhancement power of Retrieval-Augmented Generation (RAG); incorporating a novel hierarchical reinforcement learning (RL) framework; and coordinating through ReflexNet-SchemaPlanner-HyperOptima (RSHO).DRAE dynamically routes expert models via a sparse MoE gating mechanism, enabling efficient resource allocation while leveraging external knowledge through parametric retrieval (P-RAG) to augment the learning process. We propose a new RL framework with ReflexNet for low-level task execution, SchemaPlanner for symbolic reasoning, and HyperOptima for long-term context modeling, ensuring continuous adaptation and memory retention. Experimental results show that DRAE significantly outperforms baseline approaches in long-term task retention and knowledge reuse, achieving an average task success rate of 82.5% across a set of dynamic robotic manipulation tasks, compared to 74.2% for traditional MoE models. Furthermore, DRAE maintains an extremely low forgetting rate, outperforming state-of-the-art methods in catastrophic forgetting mitigation. These results demonstrate the effectiveness of our approach in enabling flexible, scalable, and efficient lifelong learning for robotics.
评论: 被接受为年度计算语言学协会会议(ACL 2025)的主会议论文
主题: 机器人技术 (cs.RO)
ACM 类: I.2.9; I.2.6
引用方式: arXiv:2507.04661 [cs.RO]
  (或者 arXiv:2507.04661v1 [cs.RO] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.04661
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

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来自: Kewei Chen [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 7 月 7 日 04:36:55 UTC (1,221 KB)
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