TesserAct – AI 4D具身世界模型，能预测3D场景的动态演变-爱论文

TesserAct是什么

TesserAct 是创新的 4D 具身世界模型，能预测 3D 场景随时间的动态演变，响应具身代理的动作。通过训练 RGB-DN（RGB、深度和法线）视频数据来学习，超越了传统的 2D 模型，能将详细的形状、配置和时间变化纳入预测中。TesserAct 的核心优势在于其时空一致性，支持新视角合成，显著提升了策略学习的性能。

TesserAct的主要功能

4D 场景生成：TesserAct 能生成包含 RGB（彩色图像）、深度图和法线图的视频流，共同构成了一个连贯的 4D 场景，帮助 AI 系统理解物体的形状、位置和运动。新视角合成：模型支持从不同视角生成场景的图像，对于机器人在复杂环境中的导航和操作非常有帮助。时空一致性优化：通过引入时空连续性约束，TesserAct 确保生成的 4D 场景在时间和空间上保持高度一致，更接近真实世界的物理规律。机器人操作支持：基于 TesserAct 的机器人在各种操作任务中表现优异，特别是在需要精确空间理解的任务上，成功率远高于仅依赖 2D 图像的方法。跨平台泛化能力：TesserAct 在不同平台和环境中的表现稳定，能适应多种复杂的场景。

TesserAct的技术原理

数据集扩展：TesserAct 首先扩展现有的机器人操作视频数据集，通过添加深度和法线信息来丰富数据内容。基于现成的模型来获取深度和法线数据，为训练提供了更丰富的多模态信息。视频生成模型微调：在扩展后的数据集上，TesserAct 微调了一个视频生成模型，能联合预测每一帧的 RGB、深度和法线信息。这种多模态预测能力使模型能更全面地理解场景的形状、配置和时间变化。场景转换算法：TesserAct 提出了一种算法，能将生成的 RGB、深度和法线视频直接转换为高质量的 4D 场景。确保了从具身场景中预测的 4D 场景在时间和空间上的连贯性，支持新视角合成和策略学习。时空一致性优化：TesserAct 通过引入时空连续性约束，确保生成的 4D 场景在时间和空间上保持高度一致。使模型能更真实地反映物理世界的动态变化，为具身智能体提供了更准确的环境理解。逆动力学模型学习：TesserAct 能生成高质量的 4D 场景，能学习具身智能体的逆动力学模型。使智能体更准确地预测其动作对环境的影响，在复杂任务中表现更优。

TesserAct的项目地址

项目官网：https://tesseractworld.github.io/Github仓库：https://github.com/UMass-Embodied-AGI/TesserActHuggingFace模型库：https://huggingface.co/anyeZHY/tesseractarXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2504.20995

TesserAct的应用场景

机器人操作任务：TesserAct 通过生成高质量的 4D 场景，帮助机器人更好地理解和预测环境的动态变化。例如，在物体抓取、分类和放置任务中，TesserAct 能提供精确的空间信息，显著提高机器人操作的成功率。虚拟环境交互：TesserAct 支持新视角合成和时空一致性的 4D 场景生成，例如，在虚拟现实（VR）或增强现实（AR）场景中，TesserAct 可以为用户提供更逼真的视觉体验。具身智能研究：TesserAct 为具身智能研究提供了强大的工具，帮助研究人员更好地理解智能体如何通过感知和动作与环境互动。工业自动化：在工业自动化场景中，TesserAct 可以帮助机器人更好地执行任务，例如在动态环境中进行物体识别和操作。时空连续性优化能力能适应复杂的工作环境。