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京东AI“共享厨房”模式革新机器人训练,GPU利用率与效率双提升

时间:2026-07-31 03:04:08来源:互联网编辑:快讯

机器人技术的快速发展正深刻改变着人类生活,但训练一个真正实用的机器人系统,其背后隐藏的高昂成本却鲜为人知。京东联合北京大学、北京航空航天大学、北京理工大学和清华大学的研究团队,针对这一难题提出了创新解决方案——JoyNexus多租户训练框架,通过共享计算资源显著降低机器人AI训练成本,相关研究已以预印本形式发布。

传统机器人训练模式如同每家餐厅独立建造厨房,即使厨师只需短暂使用设备,高昂的租金仍需全额支付。研究团队将机器人"大脑"训练过程类比为厨师培养:预训练阶段相当于在顶级厨艺学校掌握基础技能,而后训练阶段则是在不同餐厅学习特色菜系。当前模式下,不同任务需重复搭建完整训练环境,导致大量计算资源闲置浪费。

JoyNexus框架创造性地构建了"共享厨房"模式,让多个训练任务共用核心计算资源。该系统将机器人视觉-语言-动作模型分解为共享的"视觉语言底座"和任务专属的"动作模块",前者如同厨房的公共设施,后者则相当于厨师的私家调料包。实验数据显示,这种架构使GPU训练时间减少28.3%,训练侧GPU利用率提升近一倍,推理侧效率提高1.33倍。

系统核心包含三大服务组件:训练模型服务负责参数更新,推理模型服务处理实时决策,环境服务提供模拟器支持。通过独立的训练队列和推理队列设计,系统实现了不同任务的异步并行处理。当某个任务等待环境响应时,其他训练任务可立即占用空闲计算资源,这种调度机制大幅提升了整体资源利用率。

针对强化学习、监督微调和评估三种典型训练流程,JoyNexus设计了统一的服务框架。强化学习通过异步轨迹采集和策略更新形成闭环,监督微调可无缝插入空闲时段,评估任务则独立运行不影响训练过程。系统还引入"新鲜度检查"机制,确保训练数据与当前策略版本匹配,防止数据过时影响训练效果。

组批机制是该系统的关键创新点。通过将多个任务的输入数据标准化后批量处理,系统显著减少了重复计算。实验表明,在8个租户、每批4条数据的典型场景下,共享底座模型的前向计算速度提升最高达3.24倍。这种设计既保证了任务隔离性,又实现了计算资源的高效复用。

研究团队通过真实多租户场景实验验证了系统效果。在包含3个强化学习任务和1个监督微调任务的测试中,JoyNexus相比独立训练模式将总GPU时间减少28.3%,训练服务GPU利用率从20.8%提升至41.3%。组批机制在不同模型和数据集上的加速效果同样显著,且未发现不同任务间的训练干扰现象。

为保障系统稳定性,JoyNexus设计了完善的健康管理机制。通过心跳监测和错误报告,系统可实现组件级故障恢复,避免全局重启影响其他任务。弹性扩缩功能支持动态调整推理资源,满足不同训练阶段的需求变化。集中式监控体系则提供了全面的性能分析和故障诊断能力。

该研究在技术架构上实现了多项突破。作为首个专为视觉-语言-动作模型设计的多租户训练框架,JoyNexus完整覆盖了后训练全流程,包括模拟器管理、异构动作处理、轨迹记录等功能。其设计理念融合了语言模型服务化范式和分布式训练优化技术,为机器人训练基础设施树立了新标准。

这项创新对机器人AI生态具有重要价值。训练成本的降低将使更多研究团队能够开展实验迭代,加速技术进步。对于云服务提供商而言,硬件利用率的提升意味着更高的投资回报率。最终用户则可能以更低的成本获得更智能的机器人服务,推动技术普及应用。

研究团队同时指出了当前方案的局限性,包括资源路由灵活性不足、商业定价机制待完善等挑战。未来改进方向包括动态任务分组、智能调度算法,以及在保障安全前提下的跨租户数据协同优化。完整技术细节可查阅arXiv编号2607.16074的预印本论文。

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