docs(actpred): 研究方向 R8 细化——三层流水线离线 RL + 样本级验证集报告

R8 细化:预训练→监督微调→离线 RL 流水线定稿;IQL/CQL/DT 选型对比;
IMU 奖励工程四分量(姿态稳定/抖动/平滑/任务进度);三阶段落地路径。
新增样本级验证集划分实验报告(整集 60 样本噪声大 → 样本级 142 样本
更稳,F2b 在更难验证集上取得更低 val)。实现:val_split_mode 默认
sample,dataset sample_indices 过滤 + zscore 统计口径保持训练集专属。
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@@ -130,6 +130,52 @@ actpred 的状态表征——模型对自身俯仰/横滚/角速度是盲的。
**R8 的洞察**:离线 RL 正好契合"数据已有 + 不能实机探索"的现状。但前提是 R9 的奖励信号。
### R8 细化:预训练 → 监督微调 → 离线 RL 三层流水线
**流水线形态**(基于 2026-08 实验进展的定稿):
```
阶段 0 预训练(.mt 动作动力学) → 已有(pretrain_mt)
阶段 1 监督微调(录制 episode,MSE/CE)→ 已有(train.py)
阶段 2 离线 RL(录制数据 + IMU 奖励) → 待建(本细化)
```
**为什么离线而非在线**:在线探索在真机上有物理风险(舵机乱动、碰撞),且 R4 已证明闭环
反馈敏感——RL 探索的随机扰动会放大不稳定。离线 RL 从固定数据集学策略,零硬件风险。
**算法选型**:
| 算法 | 形态 | 适配度 |
|------|------|--------|
| IQL | 隐式 Q 学习,数据高效 | 首选:单策略、录制数据规模小 |
| CQL | 保守 Q 惩罚,抗分布外 | 备选:数据质量差时更稳 |
| 决策 Transformer(DT) | 回报条件化,无价值网络 | 简替:实现最简,但回报需已知 |
**IMU 奖励工程(R9 落地)**——传感器从"输入"变"监督信号":
| 奖励分量 | 公式(示意) | 物理意义 |
|---------|-------------|---------|
| 姿态稳定 | r₁ = -α·(|roll| + |pitch|) | 越正越接近站直 |
| 抖动惩罚 | r₂ = -β·var(角加速度) | 平滑运动,节能 |
| 动作平滑 | r₃ = -γ·Σ‖aₜ - aₜ₋₁‖ | 与 R4 平滑度指标同源 |
| 任务进度 | r₄ = 姿态变化率(完成检测) | 驱动任务完成 |
奖励为标量加权和:R = Σwᵢrᵢ。设计难点在于权重标定——需实机 IMU 统计
(静止 vs 动作时的量级差)确定 α/β/γ。
**落地路径**:
```
阶段 A(数据前提): 实机 --record 采集 + IMU 统计标定奖励权重
阶段 B(离线 RL): IQL 在录制数据上训练,R4 闭环对比监督基线
阶段 C(安全在线): 小幅度动作扰动微调 + 动作界/速率保护
```
**与当前实验的衔接**:one-hot 方案(F 系列)的固定列机制与有界输出天然
兼容 RL 的动作扰动保护;样本级验证集划分(20260815)为 RL 的价值函数
评估提供更稳的口径。R8 的前提不变:奖励信号(R9)与真实数据缺一不可——
当前 dry-run 数据(噪声帧 + 零 IMU)对 RL 无意义。
### Tier 3 · 远景(与 aibox 联动)
- **R11 语言条件策略**:aibox 高层语言指令("向前走""左转")作为条件,actpred 出低层动作——