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InteractiveWorld:一个可验证的以人为中心环境,用于构建更好的交互式 MLLM 助手
InteractiveWorld:一个可验证的以人为中心环境,用于构建更好的交互式 MLLM 助手
Qinsi Wang Wei Wen Chong Zhou Saksham Suri Zechun Liu Lemeng Wu Hai Helen Li Yiran Chen Raghuraman Krishnamoorthi Qi Qian
摘要
人们一直梦想拥有一个随时在身边指导自己、提醒自己遗忘之事的助手,从新菜谱到丢失的钥匙。在多模态大语言模型(MLLM)的驱动下,可穿戴设备上的第一视角 AI 助手正在使这一梦想触手可及:它们能看到用户所见,并在必要时为用户的实际操作提供指令。然而,测试这类辅助能力极具挑战,通常需要真人参与。真实交互数据昂贵且稀缺,使一个关键问题未得到回答:当前的 MLLM 真的能在物理世界中帮助人们吗?为回答这一问题,我们提出了 InteractiveWorld,这是首个面向人类与 AI 助手之间闭环交互的可验证环境。与现有以机器人为中心的模拟器不同,InteractiveWorld 让助手指导一个人类智能体,该智能体观察场景、理解指令并独立行动。因此,它真实地模拟了 AI 助手与人类协作的方式:助手发出指令,人类执行动作,环境执行动作并更新他们接下来看到的内容。在此基础上,我们提出了 InteractiveBench,这是首个面向第一视角 AI 助手的动态基准,包含 6 个类别的 120 个多轮任务。在每个任务中,助手实时指导人类,每条指令都会影响最终结果,并由可验证且基于状态的奖励进行评分。对 12 个前沿 MLLM 的实验表明,它们距离可靠的助手仍有很大差距。即便最强的模型 Claude Fable 5.1,在长程 Guidance 和 Planning 任务上也分别至多达到 20% 和 25%。总体而言,我们的工作提供了一个可验证平台和一套严格的评估集,为研究真正能够在物理世界中帮助人们的交互式 MLLM 助手奠定了坚实基础。
一句话总结
来自 Meta 和杜克大学的研究人员提出 InteractiveWorld,这是第一个面向人类与 AI 助手交互的可验证闭环环境;与以机器人为中心的模拟器不同,在该环境中,助手引导人类 agent,环境执行动作。研究人员还提出 InteractiveBench,这是一个包含 120 个任务并具有基于状态奖励的动态基准。实验显示,包括 Claude Fable 5.1 在内的 12 个前沿 MLLM,在长时程 Guidance 和 Planning 任务上的成功率分别最高只有 20% 和 25%。
核心贡献
- 论文提出 InteractiveWorld,这是第一个可验证的以人为中心的闭环交互环境,构建于 Isaac Sim 之上,包含超过 8000 个物体和 50 个场景。在该环境中,助手的自然语言引导驱动人类 agent 的动作并更新第一人称视角,从而实现对人与助手协作的真实模拟。
- 论文提出 InteractiveBench,这是第一个面向第一人称 AI 助手的闭环动态基准,包含 120 个经人工审核的多轮任务,覆盖六个类别。助手输出会影响任务结果,成功与否由可验证的基于状态的奖励衡量。
- 对 12 个前沿 MLLM 的实验表明,当前模型仍远未成为可靠助手。最强模型 Claude Fable 5.1 在 41.7% 的任务上成功,而其他模型均不超过 33.3%;最佳的 Guidance 和 Planning 得分分别为 20.0% 和 25.0%。分析指出感知、记忆和沟通是主要瓶颈。
引言
运行在可穿戴设备上的第一人称 AI 助手共享用户的第一视角,并通过自然语言引导行动,多模态大模型(MLLM)的进步使这种方式能够实际地帮助人们完成实际任务。然而,评估一直受到高成本真实世界研究和静态基准的限制:在静态基准中,模型只能观看预先录制的视频而不能改变视频,因此无法测试闭环适应或组合式交互能力。作者提出 InteractiveWorld,这是一个构建于 Isaac Sim 之上、包含超过 8000 个物体和 50 个场景的可验证闭环环境。在该环境中,助手引导会改变模拟人类 agent 的动作以及由此产生的第一人称视角。作者还提出 InteractiveBench,这是一个包含 120 个经人工审核的多轮任务、覆盖六个类别并具有基于状态成功检查的基准。结果表明,前沿 MLLM 的成功率仍然最高只有 41.7%,在长时程引导和规划方面存在明显不足。
数据集
数据集组成与来源
- InteractiveBench 构建于 InteractiveWorld 之上,被描述为第一个面向第一人称 AI 助手的闭环交互基准。
- 它包含 120 个任务,覆盖六个类别:Guidance、Planning、Accessibility、Decision、Prevention 和 Finding。
- 所有任务均经过人工审核,并按三条规则进行过滤:任务针对真实的辅助需求;Assistant 必须利用第一人称信息进行多轮观察、记忆、推理或规划;结果必须能够通过定义的环境状态进行验证。
子集细节
- 该基准包含六个任务类别,但正文只报告了总共 120 个任务,而没有给出各类别的数量或单独的来源划分。
- 每个任务包含一个初始场景,包括场景布局、人类起始位置以及目标和干扰物体的位置/状态。
- 每个任务还定义了交互前预热,包含预定义的人类动作和开场上下文。
- 评分依赖预定义的核心状态,例如“the pizza is in the oven”或“the fridge is closed”;成功要求满足所有核心状态。
数据使用方式
- 目标模型充当 Assistant agent,辅助模型充当 Human agent。
- Human agent 可以访问有效命令并执行动作,但被要求遵循 Assistant 的引导。
- Assistant 使用第一人称视角和对话历史,可以保持沉默、提供引导或结束任务。
- 在闭环交互过程中,动作期间采样的关键帧会被添加到视觉输入中。
- 该基准用于评估而非训练。正文未描述训练集划分、混合比例、裁剪策略或额外元数据构建。
方法
作者提出 InteractiveWorld,这是一个以人为中心的交互环境,旨在模拟人类与 AI 助手之间的真实协作。为了应对从以机器人为中心的控制到自然语言引导的范式转变,系统分为三个不同的层次:物理层、人类动作层和语义层。
物理层作为基础 3D 环境,提供逼真的人体模型、多样的资产和物理引擎。作者利用 SMPL+H 模型表示全身和手部,并在头部放置相机以捕获第一人称视角。为确保稳定和确定性的执行,人体模型采用运动学方式驱动。系统还结合实时碰撞检测,以防止人体模型与环境之间发生严重交叉,自动纠正轻微碰撞或拒绝不安全动作。此外,该层支持丰富且可扩展的资产库,包括数千个可交互物体和多样的场景布局。
在该物理基础之上,人类动作层使人体模型能够自主执行高层日常动作。执行过程分为两个主要阶段。首先,系统通过识别可到达的站立位置并使用 A* 搜索规划安全路径以避开障碍物,从而实现碰撞感知的自动导航。其次,系统执行目标驱动的自适应操作,根据物体形状和功能部件调整人体姿态,并规划无碰撞的手臂轨迹。如果找不到可行轨迹,系统会自动重新规划站立位置。
语义层将自然语言引导连接到可执行的人类行为,使 AI 助手能够通过对话引导人类,而不是直接控制模拟器。作者定义了一个统一动作接口,包含 36 个可执行动作原语,覆盖导航、观察和操作。命令只指定动作和目标,然后这些内容被转换为人类动作层的目标。在交互过程中,系统形成连续的观察-引导-执行循环。助手根据人类第一人称视角提供自然语言引导,人类解释该引导以执行动作,模拟器更新环境状态。通过在交互过程中跟踪实际物体位置和状态,系统可以根据最终物体关系自动验证任务是否成功。
实验
评估在 InteractiveBench 上将 12 个前沿多模态模型作为助手,并使用固定的模拟人类 agent,评估任务成功率、效率、能力、失败模式以及对任务长度的敏感度。结果表明,闭环第一人称辅助远未解决:即使是最强模型也只能帮助完成不到一半的任务,感知和记忆错误、长时程跟踪和重新规划能力弱以及沟通不清晰是主要失败来源。与 oracle 助手相比,模型还会导致大量动作冗余,并且性能在较长任务上下降。消融实验显示,推理时记忆增强带来的改进好坏参半,而助手排名在不同人类 agent 之间保持相对稳定,尽管人类模型的选择会影响性能。
InteractiveBench 定义了六类第一人称辅助任务:Guidance、Planning、Accessibility、Decision、Prevention 和 Finding,每类都关联真实的多轮场景和可验证结果。评估显示,助手效率因类别不同差异很大;简单的记忆增强主要在 Prevention 和 Finding 上有帮助,但在其他方面效果参差不齐;性能还取决于人类 agent 模型。还会出现主动的信息寻求行为,助手会要求人类移动、检查或环顾四周以揭示缺失信息。该基准覆盖六个类别,分别强调逐步引导、约束下的规划、人类无视觉输入时的可访问性、决策支持、错误预防和基于记忆的查找。各类别的效率和可靠性不均衡:一个助手可能在 Prevention 上效率很高而在 Accessibility 上效率最低,另一个助手可能在 Finding 上达到 oracle 级效率但在 Guidance 上产生最高成本。
在六个被评估的任务类别中,目前没有任何多模态助手能完成大多数任务:最强模型的平均通过率不到一半,其他所有模型都保持在三分之一或以下。Decision 任务显示出相对较高的完成率和平均完成率,而 Guidance 和 Planning 任务始终较弱,通过率和部分目标完成率都低。这一模式支持以下发现:当前模型能够做出有效的一次性决策,但在较长交互中难以持续跟踪进展并重新规划。Decision 是大多数模型上最强的任务类别,而 Guidance 和 Planning 的通过率和平均完成率最低。平均完成率通常超过通过率,尤其是在 Accessibility 和 Planning 中,这表明即使任务未被完全解决,部分目标完成也很常见。所有模型都远低于经过验证的 oracle 辅助人类完全任务完成基线,最佳助手仍未能完成一半以上的任务。
在九项能力检查中,沟通是每个被评估模型最强的方面,而长时程记忆和主动性较弱且更不稳定。Claude Fable 5.1 获得最高的平均能力得分,但不同模型的相对优势有所不同。这些模式与更广泛的观察一致,即持续跟踪和重新规划仍然困难。沟通是所有模型得分最高的能力,而长时程记忆和主动性通常较低且变化更大。Claude Fable 5.1 在平均能力得分上领先,并且在长时程记忆和规划方面相对较强。GLM 5.3 Flash 在 OCR、知识和错误检测方面表现出显著优势,但其沟通得分在比较模型中最弱。
记忆增强在 Prevention 和 Finding 上一致地带来提升,但其收益在其他技能上不均衡,并且有两个模型在 Planning 上出现下降。人类 agent 配对结果显示助手排名稳定,Fable 5.1 领先,GPT-5.6 落后;当 Gemini 3.1 Pro 作为人类 agent 时,所有助手都获得最强的观测性能。记忆增强在全部三个模型上提升 Prevention 和 Finding,但有两个模型在 Planning 上下降,其他任务的变化因模型而异。Fable 5.1 是不同人类配对中最强的助手,GPT-5.6 是最弱的,并且当 Gemini 3.1 Pro 充当人类 agent 时,所有助手都取得最高的观测 MCR。简单的推理时记忆不足以实现可靠的长时程辅助,因为其收益集中在部分任务上。
InteractiveBench 使用多轮任务和人类 agent 配对,在六个第一人称辅助类别上评估多模态助手。实验表明,没有助手能完成大多数任务,性能因类别而异:Decision 支持最强,Guidance 和 Planning 最弱,部分完成很常见。能力检查表明沟通始终较强,而长时程记忆和主动性较弱;简单的记忆增强主要改善 Prevention 和 Finding,并不能提供可靠的长时程辅助。助手排名在不同人类 agent 之间保持稳定,但最强模型仍远低于 oracle 辅助的人类完成水平。