File size: 31,840 Bytes
cd3a2b4 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 725 |
# ACT (Action Chunking Transformer) Policy для LeRobot.
from dataclasses import dataclass, field
from typing import Optional, Any
import torch
@dataclass
class ACTConfig:
# Архитектура трансформера
dim_model: int = 512
n_heads: int = 8
dim_feedforward: int = 3200
n_encoder_layers: int = 4
n_decoder_layers: int = 1
# ACT-специфичные
chunk_size: int = 100
latent_dim: int = 32
use_vae: bool = True
temporal_ensemble_coeff: Optional[float] = 0.1
n_action_steps: int = 1
# Параметры VAE (именно их не хватает)
n_vae_encoder_layers = 4 # <-- обязательно
# use_vae = False # <-- важно, если используешь VAE-ветку
# Активации и нормализация
feedforward_activation: str = "relu"
pre_norm: bool = True
dropout: float = 0.1
# Признаки (должны быть тензорами, чтобы инициализировать Linear)
robot_state_feature: Optional[torch.Tensor] = None
env_state_feature: Optional[torch.Tensor] = None
action_feature: Optional[torch.Tensor] = None
# Изображения (можно оставить None для теста без картинок)
image_features: bool = True
vision_backbone: str = "resnet18"
pretrained_backbone_weights: str | None = "ResNet18_Weights.IMAGENET1K_V1"
replace_final_stride_with_dilation: bool = False
def validate_features(self):
# заглушка, чтобы не ломался вызов config.validate_features() в ACTPolicy
pass
import math
from collections import deque
from collections.abc import Callable
from itertools import chain
import einops
import numpy as np
import torch
import torch.nn.functional as F
import torchvision
from torch import Tensor, nn
from torchvision.models._utils import IntermediateLayerGetter
from torchvision.ops.misc import FrozenBatchNorm2d
OBS_STATE = "observation.state"
ACTION = "action"
OBS_ENV_STATE = "env_state"
OBS_IMAGES = "observation.images.realsense"
def create_sinusoidal_pos_embedding(num_positions: int, dimension: int) -> Tensor:
def get_position_angle_vec(position: int):
# Вычисляем углы для каждой размерности
return [
position / np.power(10000, 2 * (hid_j // 2) / dimension)
for hid_j in range(dimension)
]
# Строим таблицу: каждая строка — позиция, каждый столбец — размерность
sinusoid_table = np.array([get_position_angle_vec(pos_i) for pos_i in range(num_positions)])
# Применяем sin к чётным индексам, cos — к нечётным
sinusoid_table[:, 0::2] = np.sin(sinusoid_table[:, 0::2])
sinusoid_table[:, 1::2] = np.cos(sinusoid_table[:, 1::2])
return torch.from_numpy(sinusoid_table).float()
class ACTSinusoidalPositionEmbedding2d(nn.Module):
def __init__(self, dimension: int):
super().__init__()
self.dimension = dimension
self._two_pi = 2 * math.pi
self._eps = 1e-6
self._temperature = 10000 # стандартная константа для частоты синусоид
def forward(self, x: Tensor) -> Tensor:
# Создаём маску-заглушку, чтобы получить размеры H и W
not_mask = torch.ones_like(x[0, :1]) # (1, H, W)
# Накопительная сумма даёт индексы строк/столбцов: [1..H], [1..W]
y_range = not_mask.cumsum(1, dtype=torch.float32)
x_range = not_mask.cumsum(2, dtype=torch.float32)
# Нормализуем в [0, 2π]
y_range = y_range / (y_range[:, -1:, :] + self._eps) * self._two_pi
x_range = x_range / (x_range[:, :, -1:] + self._eps) * self._two_pi
# Частоты синусоид (как в оригинальной статье про трансформеры)
inverse_frequency = self._temperature ** (
2 * (torch.arange(self.dimension, dtype=torch.float32, device=x.device) // 2)
/ self.dimension
)
# Добавляем измерение для broadcasting
x_range = x_range.unsqueeze(-1) / inverse_frequency # (1, H, W, C//2)
y_range = y_range.unsqueeze(-1) / inverse_frequency
# Чередуем sin/cos для чётных/нечётных размерностей
pos_embed_x = torch.stack(
(x_range[..., 0::2].sin(), x_range[..., 1::2].cos()), dim=-1
).flatten(3)
pos_embed_y = torch.stack(
(y_range[..., 0::2].sin(), y_range[..., 1::2].cos()), dim=-1
).flatten(3)
# Объединяем и переставляем оси: (1, C, H, W)
pos_embed = torch.cat((pos_embed_y, pos_embed_x), dim=3).permute(0, 3, 1, 2)
return pos_embed
def get_activation_fn(activation: str) -> Callable:
"""Возвращает функцию активации по имени (для конфигурации модели)."""
if activation == "relu":
return F.relu
if activation == "gelu":
return F.gelu
if activation == "glu":
return F.glu
raise RuntimeError(f"activation should be relu/gelu/glu, not {activation}.")
class ACTEncoderLayer(nn.Module):
"""Один слой энкодера трансформера с self-attention и feed-forward."""
def __init__(self, config: ACTConfig):
super().__init__()
# Multihead self-attention
self.self_attn = nn.MultiheadAttention(
config.dim_model, config.n_heads, dropout=config.dropout, batch_first=True
)
# Feed-forward сеть
self.linear1 = nn.Linear(config.dim_model, config.dim_feedforward)
self.dropout = nn.Dropout(config.dropout)
self.linear2 = nn.Linear(config.dim_feedforward, config.dim_model)
# LayerNorm'ы и dropout'ы
self.norm1 = nn.LayerNorm(config.dim_model)
self.norm2 = nn.LayerNorm(config.dim_model)
self.dropout1 = nn.Dropout(config.dropout)
self.dropout2 = nn.Dropout(config.dropout)
self.activation = get_activation_fn(config.feedforward_activation)
self.pre_norm = config.pre_norm # если True, то LayerNorm перед attention
def forward(
self,
x: Tensor,
pos_embed: Tensor | None = None,
key_padding_mask: Tensor | None = None,
return_internals: bool = False
) -> Tensor| tuple[Tensor, dict]:
skip = x
internals = {}
# Pre-Norm: нормализация перед attention
if self.pre_norm:
x = self.norm1(x)
q = k = x if pos_embed is None else x + pos_embed
attn_out, attn_weights = self.self_attn(q, k, value=x, key_padding_mask=key_padding_mask)
x = skip + self.dropout1(attn_out)
if return_internals:
internals["self_attn_weights"] = attn_weights # (B, H, T_enc, T_enc)
internals["self_attn_out"] = attn_out # (B, T_enc, D)
# Дальше — feed-forward
if self.pre_norm:
skip = x
x = self.norm2(x)
else:
x = self.norm1(x)
skip = x
ff_pre = x
x = self.linear2(self.dropout(self.activation(self.linear1(x))))
x = skip + self.dropout2(x)
if not self.pre_norm:
x = self.norm2(x)
if return_internals:
internals["ff_pre"] = ff_pre
internals["ff_out"] = x
return (x, internals) if return_internals else x
class ACTEncoder(nn.Module):
"""Стек слоёв энкодера. Может быть использован как VAE-энкодер или обычный энкодер."""
def __init__(self, config: ACTConfig, is_vae_encoder: bool = False):
super().__init__()
num_layers = (
config.n_vae_encoder_layers
if is_vae_encoder
else config.n_encoder_layers
)
self.layers = nn.ModuleList([ACTEncoderLayer(config) for _ in range(num_layers)])
# Последний LayerNorm
self.norm = nn.LayerNorm(config.dim_model) if config.pre_norm else nn.Identity()
self.is_vae_encoder = is_vae_encoder
def forward(
self,
x: Tensor,
pos_embed: Tensor | None = None,
key_padding_mask: Tensor | None = None
) -> Tensor:
for layer in self.layers:
x = layer(x, pos_embed=pos_embed, key_padding_mask=key_padding_mask)
x = self.norm(x)
return x
class ACTDecoderLayer(nn.Module):
"""Один слой декодера трансформера: self-attention + cross-attention + feed-forward."""
def __init__(self, config: ACTConfig):
super().__init__()
self.self_attn = nn.MultiheadAttention(config.dim_model, config.n_heads, dropout=config.dropout, batch_first=True )
self.multihead_attn = nn.MultiheadAttention(config.dim_model, config.n_heads, dropout=config.dropout, batch_first=True )
self.linear1 = nn.Linear(config.dim_model, config.dim_feedforward)
self.dropout = nn.Dropout(config.dropout)
self.linear2 = nn.Linear(config.dim_feedforward, config.dim_model)
self.norm1 = nn.LayerNorm(config.dim_model)
self.norm2 = nn.LayerNorm(config.dim_model)
self.norm3 = nn.LayerNorm(config.dim_model)
self.dropout1 = nn.Dropout(config.dropout)
self.dropout2 = nn.Dropout(config.dropout)
self.dropout3 = nn.Dropout(config.dropout)
self.activation = get_activation_fn(config.feedforward_activation)
self.pre_norm = config.pre_norm
def maybe_add_pos_embed(self, tensor: Tensor, pos_embed: Tensor | None) -> Tensor:
return tensor if pos_embed is None else tensor + pos_embed
def forward(
self,
x: Tensor,
encoder_out: Tensor,
decoder_pos_embed: Tensor | None = None,
encoder_pos_embed: Tensor | None = None
) -> Tensor:
skip = x
if self.pre_norm:
x = self.norm1(x)
q = k = self.maybe_add_pos_embed(x, decoder_pos_embed)
attn_self, _ = self.self_attn(q, k, value=x)
x = skip + self.dropout1(attn_self)
if self.pre_norm:
skip = x
x = self.norm2(x)
else:
x = self.norm1(x)
skip = x
#print ("x.dec: ", x.shape)
#print("decoder_pos_embed: ", decoder_pos_embed)
#print("encoder_pos_embed: ", encoder_pos_embed)
# Cross-attention к энкодеру
query = self.maybe_add_pos_embed(x, decoder_pos_embed)
key = self.maybe_add_pos_embed(encoder_out, encoder_pos_embed)
value = encoder_out
attn_cross, attn_weights = self.multihead_attn(
query=query,
key=key,
value=value,
)
#print("attn_cross.shape:", attn_cross.shape)
#print("attn_weights.shape:", attn_weights.shape)
x = skip + self.dropout2(attn_cross)
if self.pre_norm:
skip = x
x = self.norm3(x)
else:
x = self.norm2(x)
skip = x
x = self.linear2(self.dropout(self.activation(self.linear1(x))))
x = skip + self.dropout3(x)
if not self.pre_norm:
x = self.norm3(x)
return x
class ACTDecoder(nn.Module):
def __init__(self, config: ACTConfig):
super().__init__()
self.layers = nn.ModuleList([ACTDecoderLayer(config) for _ in range(config.n_decoder_layers)])
self.norm = nn.LayerNorm(config.dim_model)
def forward(
self,
x: Tensor,
encoder_out: Tensor,
decoder_pos_embed: Tensor | None = None,
encoder_pos_embed: Tensor | None = None
) -> Tensor:
for layer in self.layers:
x = layer(
x,
encoder_out,
decoder_pos_embed=decoder_pos_embed,
encoder_pos_embed=encoder_pos_embed
)
if self.norm is not None:
x = self.norm(x)
return x
class ACTTemporalEnsembler:
def __init__(self, temporal_ensemble_coeff: float, chunk_size: int) -> None:
self.chunk_size = chunk_size
# Предвычисляем веса и их кумулятивную сумму
self.ensemble_weights = torch.exp(-temporal_ensemble_coeff * torch.arange(chunk_size))
self.ensemble_weights_cumsum = torch.cumsum(self.ensemble_weights, dim=0)
self.reset()
def reset(self):
"""Сброс состояния при ресете среды (новый эпизод)."""
self.ensembled_actions = None
self.ensembled_actions_count = None
def update(self, actions: Tensor) -> Tensor:
# Переносим веса на устройство тензора действий
self.ensemble_weights = self.ensemble_weights.to(device=actions.device)
self.ensemble_weights_cumsum = self.ensemble_weights_cumsum.to(device=actions.device)
if self.ensembled_actions is None:
# Инициализация: первое предсказание становится начальным ансамблем
self.ensembled_actions = actions.clone()
self.ensembled_actions_count = torch.ones(
(self.chunk_size, 1), dtype=torch.long, device=self.ensembled_actions.device
)
else:
# Онлайн-обновление: взвешенное усреднение с учётом новых предсказаний
# Это эквивалентно пересчёту среднего с новыми весами без хранения всей истории
self.ensembled_actions *= self.ensemble_weights_cumsum[self.ensembled_actions_count - 1]
self.ensembled_actions += actions[:, :-1] * self.ensemble_weights[self.ensembled_actions_count]
self.ensembled_actions /= self.ensemble_weights_cumsum[self.ensembled_actions_count]
# Увеличиваем счётчик количества шагов в ансамбле (не более chunk_size)
self.ensembled_actions_count = torch.clamp(
self.ensembled_actions_count + 1, max=self.chunk_size
)
# Добавляем последнее действие из нового чанка как новый элемент в конец последовательности
self.ensembled_actions = torch.cat([self.ensembled_actions, actions[:, -1:]], dim=1)
self.ensembled_actions_count = torch.cat(
[
self.ensembled_actions_count,
torch.ones_like(self.ensembled_actions_count[-1:])
]
)
# «Потребляем» первое действие из ансамбля и сдвигаем окно вперёд
action, self.ensembled_actions, self.ensembled_actions_count = (
self.ensembled_actions[:, 0],
self.ensembled_actions[:, 1:],
self.ensembled_actions_count[1:]
)
return action
class ACT(nn.Module):
def __init__(self, config):
super().__init__()
self.config = config
if self.config.use_vae:
# Трансформер-энкодер, который кодирует [cls, robot_state, action_sequence]
self.vae_encoder = ACTEncoder(config, is_vae_encoder=True)
# Эмбеддинг для токена CLS — из него извлекаются параметры латента
self.vae_encoder_cls_embed = nn.Embedding(1, config.dim_model)
# Проекция состояния робота в пространство модели
if self.config.robot_state_feature is not None:
self.vae_encoder_robot_state_input_proj = nn.Linear(
self.config.robot_state_feature.shape[0], config.dim_model
)
# Проекция целевых действий в пространство модели (для VAE-энкодера)
self.vae_encoder_action_input_proj = nn.Linear(
self.config.action_feature.shape[0],
config.dim_model,
)
# Проекция выхода VAE-энкодера в параметры латентного распределения
# (mean и log_var для каждой размерности латента)
self.vae_encoder_latent_output_proj = nn.Linear(
config.dim_model, config.latent_dim * 2
)
# Позиционные эмбеддинги для VAE-энкодера
num_input_token_encoder = 1 + config.chunk_size # 1 cls + chunk_size действий
if self.config.robot_state_feature is not None:
num_input_token_encoder += 1 # +1 для состояния робота
self.register_buffer(
"vae_encoder_pos_enc",
create_sinusoidal_pos_embedding(num_input_token_encoder, config.dim_model).unsqueeze(0),
persistent=False,
)
if self.config.image_features:
# Загружаем предобученную модель (например, ResNet)
backbone_model = getattr(torchvision.models, config.vision_backbone)(
replace_stride_with_dilation=[False, False, config.replace_final_stride_with_dilation],
weights=config.pretrained_backbone_weights,
norm_layer=FrozenBatchNorm2d,
)
# Получаем feature map из последнего блока (layer4)
self.backbone = IntermediateLayerGetter(backbone_model, return_layers={"layer4": "feature_map"})
# ---------------------------------------------------------------------
# Трансформер (основной энкодер и декодер)
# ---------------------------------------------------------------------
self.encoder = ACTEncoder(config)
self.decoder = ACTDecoder(config)
# Проекции входов в пространство трансформера
if self.config.robot_state_feature is not None:
self.encoder_robot_state_input_proj = nn.Linear(
self.config.robot_state_feature.shape[0], config.dim_model
)
if self.config.env_state_feature is not None:
self.encoder_env_state_input_proj = nn.Linear(
self.config.env_state_feature.shape[0], config.dim_model
)
# Проекция латентной переменной (z) в пространство модели
self.encoder_latent_input_proj = nn.Linear(config.latent_dim, config.dim_model)
if self.config.image_features:
# Проецируем каналы feature map в dim_model
# backbone_model.fc.in_features — это количество каналов layer4 у выбранной модели
self.encoder_img_feat_input_proj = nn.Conv2d(
backbone_model.fc.in_features, config.dim_model, kernel_size=1
)
# Позиционные эмбеддинги
n_1d_tokens = 1 # для латентной переменной
if self.config.robot_state_feature is not None:
n_1d_tokens += 1
if self.config.env_state_feature is not None:
n_1d_tokens += 1
self.encoder_1d_feature_pos_embed = nn.Embedding(n_1d_tokens, config.dim_model)
if self.config.image_features:
self.encoder_cam_feat_pos_embed = ACTSinusoidalPositionEmbedding2d(config.dim_model // 2)
# Learnable positional embeddings для декодера (как в DETR)
self.decoder_pos_embed = nn.Embedding(config.chunk_size, config.dim_model)
# Head для предсказания действий
self.action_head = nn.Linear(config.dim_model, self.config.action_feature.shape[0])
self._reset_parameters()
def _reset_parameters(self):
"""Инициализация весов трансформера (Xavier uniform)."""
for p in chain(self.encoder.parameters(), self.decoder.parameters()):
if p.dim() > 1:
nn.init.xavier_uniform_(p)
def forward(
self,
batch: dict[str, Tensor]
) -> tuple[Tensor, tuple[Tensor, Tensor] | tuple[None, None]]:
# ---------------------------------------------------------------------
# Шаг 1: VAE-энкодер — получаем латентную переменную z
# ---------------------------------------------------------------------
mu_hat = log_sigma_x2_hat = None
if self.config.use_vae and ACTION in batch:
# Собираем входные токены для VAE-энкодера: [cls, robot_state (если есть), action_sequence]
tokens = []
# Токен CLS
cls_token = self.vae_encoder_cls_embed(torch.zeros(batch[OBS_STATE].size(0), dtype=torch.long, device=batch[OBS_STATE].device))
tokens.append(cls_token)
# Состояние робота (если есть)
if self.config.robot_state_feature is not None:
robot_state_proj = self.vae_encoder_robot_state_input_proj(batch[OBS_STATE])
tokens.append(robot_state_proj)
# Целевые действия (для VAE)
action_proj = self.vae_encoder_action_input_proj(batch[ACTION])
# action_proj имеет форму (B, chunk_size, dim_model), разворачиваем в последовательность
tokens.append(action_proj.transpose(1, 0)) # (chunk_size, B, dim_model) -> потом сложим
# Объединяем токены в одну последовательность (B, seq_len, dim_model)
vae_input = torch.cat(tokens, dim=1) # (B, 1+state+chunk_size, dim_model)
# Добавляем позиционные эмбеддинги
vae_input += self.vae_encoder_pos_enc[:, :vae_input.size(1), :]
# Пропускаем через VAE-энкодер
vae_output = self.vae_encoder(vae_input) # (B, seq_len, dim_model)
# Берём только выход токена CLS (первый токен)
cls_output = vae_output[:, 0, :] # (B, dim_model)
# Преобразуем в параметры распределения латента
latent_params = self.vae_encoder_latent_output_proj(cls_output) # (B, latent_dim*2)
mu_hat, log_sigma_x2_hat = latent_params.chunk(2, dim=-1) # разделяем mean и log_var
# Сэмплируем латент z через трюк репараметризации
std = torch.exp(0.5 * log_sigma_x2_hat)
eps = torch.randn_like(std)
z = mu_hat + eps * std # (B, latent_dim)
else:
# Если VAE не используется (инференс или обучение без VAE), z = 0
batch_size = batch[OBS_STATE].dim()
z = torch.zeros(batch_size, self.config.latent_dim, device=batch[OBS_STATE].device)
# ---------------------------------------------------------------------
# Шаг 2: Извлечение признаков изображений (если есть)
# ---------------------------------------------------------------------
img_features = None
if self.config.image_features:
images = batch[OBS_IMAGES]
# images может быть списком камер или одним тензором (B, C, H, W) или (B, N, C, H, W)
# В LeRobot обычно это список тензоров (B, C, H, W) для каждой камеры
if isinstance(images, list):
# Для каждой камеры получаем feature map
img_feats = []
for img in images:
feat_dict = self.backbone(img)
img_feats.append(feat_dict["feature_map"]) # (B, C_feat, H_feat, W_feat)
# Склеиваем по каналам: (B, N*C_feat, H, W)
img_features = torch.cat(img_feats, dim=1)
else:
# Если уже один тензор
feat_dict = self.backbone(images)
img_features = feat_dict["feature_map"]
# Проецируем в dim_model и добавляем 2D позиционные эмбеддинги
img_features = self.encoder_img_feat_input_proj(img_features) # (B, dim_model, H, W)
pos_embed_2d = self.encoder_cam_feat_pos_embed(img_features)
img_features += pos_embed_2d
# Разворачиваем feature map в последовательность токенов (B, H*W, dim_model)
B, C, H, W = img_features.shape
img_tokens = einops.rearrange(img_features, "b c h w -> b (h w) c")
else:
img_tokens = None
# ---------------------------------------------------------------------
# Шаг 3: Сбор токенов для основного трансформера-энкодера
# ---------------------------------------------------------------------
encoder_tokens = []
# Латент z
z_proj = self.encoder_latent_input_proj(z) # (B, dim_model)
z_proj_token = z_proj.unsqueeze(1) # (B, 1, D)
encoder_tokens.append(z_proj_token) # (B, 1, dim_model)
# Состояние робота
if self.config.robot_state_feature is not None:
robot_state = batch[OBS_STATE]
# если это один пример, делаем батч размера 1
robot_state = robot_state.unsqueeze(0)
robot_state_proj = self.encoder_robot_state_input_proj(robot_state) # (B, 512)
robot_state_proj_token = robot_state_proj.unsqueeze(1) # (B, 1, D)
encoder_tokens.append(robot_state_proj_token)
#print ("robot_state_proj_t: ", robot_state_proj_token.shape)
# Состояние среды
if self.config.env_state_feature:
env_state_proj = self.encoder_env_state_input_proj(batch[OBS_ENV_STATE]) # (B, dim_model)
env_state_proj_token = env_state_proj.unsqueeze(1) # (B, 1, D)
encoder_tokens.append(env_state_proj_token)
#print ("env_state_proj: ", env_state_proj_token.shape)
# Признаки изображений (если есть)
if img_tokens is not None:
encoder_tokens.append(img_tokens) # (B, H*W, dim_model)
for i, t in enumerate(encoder_tokens):
print(i, t.shape, t.dtype)
# Объединяем все токены
encoder_input = torch.cat(encoder_tokens, dim=1) # (B, num_tokens, dim_model)
# Количество 1D токенов = len(encoder_tokens) - (1 если есть img_tokens else 0)
num_1d_tokens = len(encoder_tokens)
if img_tokens is not None:
num_1d_tokens -= 1 # image tokens используют 2D pos embed, не 1D
encoder_input[:, :num_1d_tokens, :] += self.encoder_1d_feature_pos_embed.weight.unsqueeze(0)
# Пропускаем через энкодер трансформера
encoder_output = self.encoder(encoder_input) # (B, num_tokens, dim_model)
# Query для декодера — learnable pos embeddings длины chunk_size
decoder_queries = self.decoder_pos_embed.weight.unsqueeze(0).expand(batch_size, -1, -1)
# Декодер делает cross-attention к выходу энкодера
decoder_output = self.decoder(
decoder_queries,
encoder_output,
decoder_pos_embed=None, # уже в decoder_queries
encoder_pos_embed=None
) # (B, chunk_size, dim_model)
actions_hat = self.action_head(decoder_output) # (B, chunk_size, action_dim)
return actions_hat, (mu_hat, log_sigma_x2_hat)
class ACTPolicy(nn.Module):
name = "act"
def __init__(
self,
config,
**kwargs,
):
super().__init__()
config.validate_features()
self.config = config
# Инициализируем ядро модели ACT
self.model = ACT(config)
# Если включён temporal ensembling — создаём сглаживатель
if config.temporal_ensemble_coeff is not None:
self.temporal_ensembler = ACTTemporalEnsembler(
config.temporal_ensemble_coeff,
config.chunk_size
)
else:
# Иначе используем простую очередь действий (deque)
self._action_queue = deque([], maxlen=self.config.n_action_steps)
self.reset()
def get_optim_params(self) -> dict:
return [
{
"params": [
p
for n, p in self.named_parameters()
if not n.startswith("model.backbone") and p.requires_grad
]
},
{
"params": [
p
for n, p in self.named_parameters()
if n.startswith("model.backbone") and p.requires_grad
],
"lr": self.config.optimizer_lr_backbone,
},
]
def reset(self):
if self.config.temporal_ensemble_coeff is not None:
self.temporal_ensembler.reset()
else:
# Очищаем очередь действий, если не используем temporal ensembling
self._action_queue.clear()
@torch.no_grad()
def select_action(self, batch: dict[str, Tensor]) -> Tensor:
batch_size = batch[OBS_STATE].size(0)
if self.config.temporal_ensemble_coeff is not None:
# Temporal ensembling: обновляем сглаженный прогноз и берём первое действие
actions_chunk, _ = self.model(batch) # (B, chunk_size, action_dim)
action = self.temporal_ensembler.update(actions_chunk)
return action
# Обычная логика с очередью (без ensembling)
if len(self._action_queue) == 0:
# Очередь пуста: делаем предсказание и кладём чанк целиком
actions_chunk, _ = self.model(batch) # (B, chunk_size, action_dim)
# Разворачиваем чанк по батчу и добавляем все действия в очередь
for t in range(actions_chunk.size(1)):
self._action_queue.append(actions_chunk[:, t, :])
# Берём первое действие из очереди
action = self._action_queue.popleft() # (B, action_dim)
return action |