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The Great March 100: 100 个面向具身 AI 智能体评估的精细操作任务

首个系统性机器人学习 Olympics 基准——覆盖多样交互与长尾行为
Ziyu Wang, Chenyuan Liu, Yushun Xiang, Runhao Zhang, Qingbo Hao, Hongliang Lu, Houyu Chen, Zhizhong Feng, Kaiyue Zheng, Dehao Ye, Xianchao Zeng, Xinyu Zhou, Boran Wen, Jiaxin Li, Mingyu Zhang, Kecheng Zheng, Qian Zhu, Ran Cheng, Yong-Lu Li

GM-100 提出 100 个精细设计的机器人操作任务,通过系统分析现有数据集的任务偏差,结合人体-物体交互原语(HAKE)和大语言模型扩展,构建覆盖长尾行为的多样化评估基准,用以区分不同 VLA 模型的真实能力。

arXiv:2601.11421 提交日期:2026-01-16 cs.RO / cs.AI 📄 arXiv:2601.11421 🔗 项目主页
GM-100 embodied AI benchmark 机器人操作评估 VLA evaluation long-tail behaviors imitation learning task design partial success rate 具身智能 HAKE

01 动机

当前机器人学习数据集的任务设计缺乏系统性原则,大量工作集中在少数常见动作(如"pick and hold"),无法有效区分和衡量不同方法的真实能力。

"Do the current datasets and task designs truly advance the capabilities of robotic agents? Do evaluations on a few common tasks accurately reflect the differentiated performance of various methods proposed by different teams and evaluated on different tasks?"
现有任务设计的词云与动词频率分布
图 1:对现有机器人数据集的词云与动词频率分析。结果显示,现有任务设计高度集中在"pick"、"place"等少数常见动作,长尾行为严重匮乏,导致评估存在显著偏差。
100精细设计任务数
13K+收集轨迹总数
2真实机器人平台
3基线 VLA 模型对比

现有数据集存在"重叠过多、设计随意"的问题——不同团队在各自不同的任务上评估自己的方法,缺乏统一的多样化测试集,难以做到横向对比。GM-100 的目标是成为机器人学习领域的"Olympics":提供标准化、多样化、且具有足够难度的任务集合,让不同方法在同一赛场上同台竞技。

02 方法

GM-100 的任务构建遵循"分析现有任务→LLM 语义扩展→混合过滤→专家筛选"的完整流水线,结合人体-物体交互原语数据库(HAKE、OCL)引入丰富的长尾行为。

GM-100 构建流水线
图 2:"The construction pipeline of the GM-100 benchmark. The process begins with collecting existing robot tasks, followed by a semantic expansion using HAKE and LLM-based generation to cover long-tail interactions. The candidates then undergo a rigorous hybrid filtration by LLMs and human experts to ensure hardware feasibility and data collection friendliness. Finally, 100 high-priority tasks are selected and instantiated with detailed interaction criteria and template videos."(原文引用)

步骤一:现有任务分析与去重

收集 Agibot 和 π₀.₅ 等公开数据集中的现有机器人任务,去除重复项并进行语义归类,通过词云和动词频率分布可视化任务偏差,识别哪些交互类型在现有数据集中过度代表或严重缺失。

步骤二:LLM 驱动的任务扩展

以 Qwen3 模型为基础,设计精心构造的 prompt,融入来自 HAKE 和 OCL 数据库的人体-物体交互原语(human-object interaction primitives)与物体功能可供性(object affordances),生成候选任务列表,重点覆盖长尾行为——即现有数据集中出现频率极低的复杂操作。

步骤三:混合过滤与专家验证

候选任务经过三级过滤:(1) 词义消歧(word sense disambiguation)去除歧义任务;(2) LLM 自动评分——对每个任务的硬件可行性数据采集友好性进行打分;(3) 5 位人类专家进行人工验证,最终按综合得分优先级选出 100 个任务,并为每个任务配备详细的交互标准说明和模板视频。

数据采集协议

每个任务收集 100 条带有不同初始条件和扰动设计(varying initial conditions and design perturbations)的轨迹,确保位置、朝向和物体摆放的多样性;另外再采集 30 条分布相近的测试轨迹。前 10 个任务在两个平台上各采集 130 条轨迹;任务 11–100 仅在 Cobot Magic 平台上采集。全部数据共超过 13,000 条轨迹。

两个机器人平台
图 3:GM-100 使用的两款真实机器人平台。左:Agilex Cobot Magic——类 Mobile-Aloha 结构,前伸式机械臂,头部安装相机;右:Dobot Xtrainer——类 Aloha 结构,内折式机械臂,俯视相机视角。两个平台的结构差异可验证评估方法的平台泛化性。

03 实验

在两个真实机器人平台上对三个基线模型(DP、π₀、π₀.₅)进行评估,使用 Partial Success Rate(PSR)和 Success Rate(SR)两个指标衡量性能。

真实环境评估结果(Xtrainer 平台,前 10 个任务)

任务 PSR – DP PSR – π₀ PSR – π₀.₅ SR – DP SR – π₀ SR – π₀.₅
Task 00012.5%45.8%72.5%0.0%13.3%36.7%
Task 00020.5%35.0%39.0%0.0%0.0%8.0%
Task 00034.4%47.8%51.1%0.0%0.0%0.0%
Task 000425.8%45.8%70.8%3.3%0.0%30.0%
Task 000512.2%10.2%8.2%12.2%10.2%8.2%
Task 00066.3%19.6%60.6%0.0%0.0%13.3%
Task 00076.2%44.6%90.0%0.0%3.3%50.0%
Task 000811.1%42.2%78.9%0.0%6.7%66.7%
Task 000911.1%20.0%31.1%0.0%0.0%0.0%
Task 00100.0%10.0%36.7%0.0%10.0%36.7%
平均7.0%32.1%53.9% 1.6%4.4%24.9%

动作预测误差(Xtrainer 平台)

指标DPπ₀π₀.₅
Average MSE0.00470.00330.0029
Average L1 Loss0.03280.02520.0234
Cobot Magic 平台 PSR 热力图
图 4:"Partial Success Rate on Cobot Magic Platform. The color intensity in the heatmap indicates the PSR."(原文引用)热力图展示了三个基线模型在 100 个任务上的 PSR 分布,颜色越深表示成功率越高。可以看到绝大多数任务对所有基线模型都极具挑战性。
任务级 MSE 与 PSR 对比
图 5:"Task-level diverging comparison of Normalized MSE (left) and Partial Success Rate (right) across models."(原文引用)MSE 与物理成功率之间存在反向相关关系:动作预测误差更低的模型通常能实现更高的 PSR,验证了 GM-100 评估指标的一致性。

关键发现

04 局限性

说明:本文无独立的 Limitations 章节;以下内容部分为作者在论文中明确陈述(标注"原文"),部分为从设计层面推断(标注"推断")。
整体成功率偏低(原文)

"Suboptimal robotic arm configurations for specific tasks, the wide distribution of collected datasets, and insufficient training data collectively contribute to low overall success rates on GM-100 benchmarks."(原文)机械臂配置欠优、数据分布宽泛、训练数据不足是当前成功率偏低的主要原因。这也意味着 GM-100 的完整解决仍需大量方法和数据上的改进。

测试环境的公平性局限(原文)

"We do not aim to build an absolutely fair physical testing environment, as current robotic learning models remain significantly influenced by tester capability and environmental conditions."(原文)真实机器人测试高度依赖操作员水平和环境条件,难以做到完全受控的公平对比;"Real-world robot testing is highly costly"也限制了更大规模的实验。

任务覆盖范围尚为初步版本(推断)

作者明确指出 GM-100 是"the first step towards a robot learning Olympics",当前 100 个任务仅代表第一版(v1)。未来版本可能扩展更多类别、引入更高难度的组合操作或需要工具使用的场景。任务 11–100 的真实环境评估结果尚未公开(受测试成本限制)。

平台泛化性有待验证(推断)

完整的 100 个任务评估仅在 Agilex Cobot Magic 平台上进行,Dobot Xtrainer 只测试了前 10 个任务。不同平台(如单臂、人形机器人等)上的泛化性能尚未全面评估,限制了基准对更广泛硬件生态的代表性。