[论文解读] JARVIS-1: Open-World Multi-task Agents with Memory-Augmented Multimodal Language Models
JARVIS-1 是一种基于记忆增强的多模态语言模型的智能体,通过视觉和文本输入,在开放世界《我的世界》环境中实现了稳健的长时程规划与控制。通过整合存储过去成功计划与经验的多模态记忆,其在长时程任务 'ObtainDiamondPickaxe' 上取得了 12.5% 的成功率,是先前最先进智能体的五倍,展现出无需额外训练即可实现自我改进的终身学习能力。
Achieving human-like planning and control with multimodal observations in an open world is a key milestone for more functional generalist agents. Existing approaches can handle certain long-horizon tasks in an open world. However, they still struggle when the number of open-world tasks could potentially be infinite and lack the capability to progressively enhance task completion as game time progresses. We introduce JARVIS-1, an open-world agent that can perceive multimodal input (visual observations and human instructions), generate sophisticated plans, and perform embodied control, all within the popular yet challenging open-world Minecraft universe. Specifically, we develop JARVIS-1 on top of pre-trained multimodal language models, which map visual observations and textual instructions to plans. The plans will be ultimately dispatched to the goal-conditioned controllers. We outfit JARVIS-1 with a multimodal memory, which facilitates planning using both pre-trained knowledge and its actual game survival experiences. JARVIS-1 is the existing most general agent in Minecraft, capable of completing over 200 different tasks using control and observation space similar to humans. These tasks range from short-horizon tasks, e.g., "chopping trees" to long-horizon tasks, e.g., "obtaining a diamond pickaxe". JARVIS-1 performs exceptionally well in short-horizon tasks, achieving nearly perfect performance. In the classic long-term task of $ exttt{ObtainDiamondPickaxe}$, JARVIS-1 surpasses the reliability of current state-of-the-art agents by 5 times and can successfully complete longer-horizon and more challenging tasks. The project page is available at https://craftjarvis.org/JARVIS-1
研究动机与目标
- 开发一种通用智能体,能够在无需任务特定微调的情况下,在《我的世界》等开放世界环境中执行多样化、长时程的任务。
- 解决现有基于大语言模型的智能体在多模态感知、长期规划和持续学习方面的局限性。
- 通过自主任务提议和基于经验的记忆检索,实现终身自我改进的行为。
- 通过多模态记忆系统结合预训练知识与实时交互经验,提升规划的鲁棒性。
提出的方法
- JARVIS-1 基于混合架构构建,结合 MineCLIP 实现视觉-语义理解,以及大语言模型(LLM)实现高层规划。
- 它通过融合的多模态语言模型(MLM)处理多模态输入——图像和自然语言指令,生成特定任务的行动规划。
- 引入多模态记忆系统,用于存储和检索过往成功的计划与环境上下文,实现基于预训练知识和真实游戏经验的上下文学习。
- 该智能体使用目标条件控制器执行计划,将高层规划转化为《我的世界》环境中的低层动作。
- JARVIS-1 采用自我指导机制,在游戏过程中自主提出新任务,促进持续探索与经验积累。
- 该系统无需演示,通过经验回放和记忆增强推理,随时间推移持续提升性能。

实验结果
研究问题
- RQ1基于多模态语言模型的智能体是否能在开放世界《我的世界》环境中,对 200 多项多样化任务实现稳健且可泛化的规划?
- RQ2与标准的大语言模型智能体相比,集成多模态记忆在长时程规划性能上有多大提升?
- RQ3在终身学习设置中,智能体通过自主任务提议和经验积累,其自我改进能力在多大程度上得以实现?
- RQ4即使没有额外训练,智能体的性能是否会随着游戏时长的增加而提升?
主要发现
- JARVIS-1 在长时程任务 'ObtainDiamondPickaxe' 上取得了 12.5% 的成功率,是先前最先进智能体 VPT(2.5%)的五倍。
- 该智能体在短时程任务上表现出近乎完美的性能,表明其具备强大的泛化能力和执行准确性。
- 长时程任务的性能随着游戏时间的增加而持续提升,即使未进行额外训练,表明其具备有效的经验积累与学习能力。
- 多模态记忆显著提升了规划的一致性与正确性,尤其在复杂、多步骤任务中表现突出。
- 在终身学习实验中,JARVIS-1 成功自主提出了新任务,收集了经验,并通过自主探索提升了其规划能力。
- 该智能体能够制作几乎所有主世界中的钻石级物品,包括钻石盔甲,证实其掌握了完整的科技树。

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本解读由 AI 生成,并经人工编辑审核。