File size: 31,840 Bytes
cd3a2b4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725

# ACT (Action Chunking Transformer) Policy для LeRobot.

from dataclasses import dataclass, field
from typing import Optional, Any
import torch

@dataclass
class ACTConfig:
    # Архитектура трансформера
    dim_model: int = 512
    n_heads: int = 8
    dim_feedforward: int = 3200
    n_encoder_layers: int = 4
    n_decoder_layers: int = 1

    # ACT-специфичные
    chunk_size: int = 100
    latent_dim: int = 32
    use_vae: bool = True
    temporal_ensemble_coeff: Optional[float] = 0.1
    n_action_steps: int = 1

    # Параметры VAE (именно их не хватает)
    n_vae_encoder_layers = 4          # <-- обязательно
   # use_vae = False                   # <-- важно, если используешь VAE-ветку

    # Активации и нормализация
    feedforward_activation: str = "relu"
    pre_norm: bool = True
    dropout: float = 0.1

    # Признаки (должны быть тензорами, чтобы инициализировать Linear)
    robot_state_feature: Optional[torch.Tensor] = None
    env_state_feature: Optional[torch.Tensor] = None
    action_feature: Optional[torch.Tensor] = None

    # Изображения (можно оставить None для теста без картинок)
    image_features: bool = True
    vision_backbone: str = "resnet18"
    pretrained_backbone_weights: str | None = "ResNet18_Weights.IMAGENET1K_V1"
    replace_final_stride_with_dilation: bool = False

    def validate_features(self):
        # заглушка, чтобы не ломался вызов config.validate_features() в ACTPolicy
        pass
    
import math
from collections import deque
from collections.abc import Callable
from itertools import chain

import einops
import numpy as np
import torch
import torch.nn.functional as F
import torchvision
from torch import Tensor, nn
from torchvision.models._utils import IntermediateLayerGetter
from torchvision.ops.misc import FrozenBatchNorm2d

OBS_STATE = "observation.state"
ACTION = "action"
OBS_ENV_STATE = "env_state"
OBS_IMAGES = "observation.images.realsense"



def create_sinusoidal_pos_embedding(num_positions: int, dimension: int) -> Tensor:

    def get_position_angle_vec(position: int):
        # Вычисляем углы для каждой размерности
        return [
            position / np.power(10000, 2 * (hid_j // 2) / dimension)
            for hid_j in range(dimension)
        ]

    # Строим таблицу: каждая строка — позиция, каждый столбец — размерность
    sinusoid_table = np.array([get_position_angle_vec(pos_i) for pos_i in range(num_positions)])

    # Применяем sin к чётным индексам, cos — к нечётным
    sinusoid_table[:, 0::2] = np.sin(sinusoid_table[:, 0::2])
    sinusoid_table[:, 1::2] = np.cos(sinusoid_table[:, 1::2])

    return torch.from_numpy(sinusoid_table).float()


class ACTSinusoidalPositionEmbedding2d(nn.Module):

    def __init__(self, dimension: int):
        super().__init__()
        self.dimension = dimension
        self._two_pi = 2 * math.pi
        self._eps = 1e-6
        self._temperature = 10000  # стандартная константа для частоты синусоид

    def forward(self, x: Tensor) -> Tensor:
        # Создаём маску-заглушку, чтобы получить размеры H и W
        not_mask = torch.ones_like(x[0, :1])  # (1, H, W)

        # Накопительная сумма даёт индексы строк/столбцов: [1..H], [1..W]
        y_range = not_mask.cumsum(1, dtype=torch.float32)
        x_range = not_mask.cumsum(2, dtype=torch.float32)

        # Нормализуем в [0, 2π]
        y_range = y_range / (y_range[:, -1:, :] + self._eps) * self._two_pi
        x_range = x_range / (x_range[:, :, -1:] + self._eps) * self._two_pi

        # Частоты синусоид (как в оригинальной статье про трансформеры)
        inverse_frequency = self._temperature ** (
            2 * (torch.arange(self.dimension, dtype=torch.float32, device=x.device) // 2)
            / self.dimension
        )

        # Добавляем измерение для broadcasting
        x_range = x_range.unsqueeze(-1) / inverse_frequency  # (1, H, W, C//2)
        y_range = y_range.unsqueeze(-1) / inverse_frequency

        # Чередуем sin/cos для чётных/нечётных размерностей
        pos_embed_x = torch.stack(
            (x_range[..., 0::2].sin(), x_range[..., 1::2].cos()), dim=-1
        ).flatten(3)
        pos_embed_y = torch.stack(
            (y_range[..., 0::2].sin(), y_range[..., 1::2].cos()), dim=-1
        ).flatten(3)

        # Объединяем и переставляем оси: (1, C, H, W)
        pos_embed = torch.cat((pos_embed_y, pos_embed_x), dim=3).permute(0, 3, 1, 2)
        return pos_embed


def get_activation_fn(activation: str) -> Callable:
    """Возвращает функцию активации по имени (для конфигурации модели)."""
    if activation == "relu":
        return F.relu
    if activation == "gelu":
        return F.gelu
    if activation == "glu":
        return F.glu
    raise RuntimeError(f"activation should be relu/gelu/glu, not {activation}.")


class ACTEncoderLayer(nn.Module):
    """Один слой энкодера трансформера с self-attention и feed-forward."""

    def __init__(self, config: ACTConfig):
        super().__init__()
        # Multihead self-attention
        self.self_attn = nn.MultiheadAttention(
            config.dim_model, config.n_heads, dropout=config.dropout, batch_first=True
        )

        # Feed-forward сеть
        self.linear1 = nn.Linear(config.dim_model, config.dim_feedforward)
        self.dropout = nn.Dropout(config.dropout)
        self.linear2 = nn.Linear(config.dim_feedforward, config.dim_model)

        # LayerNorm'ы и dropout'ы
        self.norm1 = nn.LayerNorm(config.dim_model)
        self.norm2 = nn.LayerNorm(config.dim_model)
        self.dropout1 = nn.Dropout(config.dropout)
        self.dropout2 = nn.Dropout(config.dropout)

        self.activation = get_activation_fn(config.feedforward_activation)
        self.pre_norm = config.pre_norm  # если True, то LayerNorm перед attention

    def forward(
        self,
        x: Tensor,
        pos_embed: Tensor | None = None,
        key_padding_mask: Tensor | None = None,
        return_internals: bool = False
    ) -> Tensor| tuple[Tensor, dict]:
        skip = x
        internals = {}
        # Pre-Norm: нормализация перед attention
        if self.pre_norm:
            x = self.norm1(x)

        q = k = x if pos_embed is None else x + pos_embed
        attn_out, attn_weights = self.self_attn(q, k, value=x, key_padding_mask=key_padding_mask)
        x = skip + self.dropout1(attn_out)

        if return_internals:
            internals["self_attn_weights"] = attn_weights  # (B, H, T_enc, T_enc)
            internals["self_attn_out"] = attn_out         # (B, T_enc, D)

        # Дальше — feed-forward
        if self.pre_norm:
            skip = x
            x = self.norm2(x)
        else:
            x = self.norm1(x)
            skip = x

        ff_pre = x
        x = self.linear2(self.dropout(self.activation(self.linear1(x))))
        x = skip + self.dropout2(x)

        if not self.pre_norm:
            x = self.norm2(x)

        if return_internals:
            internals["ff_pre"] = ff_pre
            internals["ff_out"] = x

        return (x, internals) if return_internals else x


class ACTEncoder(nn.Module):
    """Стек слоёв энкодера. Может быть использован как VAE-энкодер или обычный энкодер."""

    def __init__(self, config: ACTConfig, is_vae_encoder: bool = False):
        super().__init__()
        num_layers = (
            config.n_vae_encoder_layers
            if is_vae_encoder
            else config.n_encoder_layers
        )
        self.layers = nn.ModuleList([ACTEncoderLayer(config) for _ in range(num_layers)])
        # Последний LayerNorm
        self.norm = nn.LayerNorm(config.dim_model) if config.pre_norm else nn.Identity()
        self.is_vae_encoder = is_vae_encoder

    def forward(
        self,
        x: Tensor,
        pos_embed: Tensor | None = None,
        key_padding_mask: Tensor | None = None
    ) -> Tensor:
        for layer in self.layers:
            x = layer(x, pos_embed=pos_embed, key_padding_mask=key_padding_mask)
        x = self.norm(x)
        return x


class ACTDecoderLayer(nn.Module):
    """Один слой декодера трансформера: self-attention + cross-attention + feed-forward."""

    def __init__(self, config: ACTConfig):
        super().__init__()
        self.self_attn = nn.MultiheadAttention(config.dim_model, config.n_heads, dropout=config.dropout, batch_first=True )
        self.multihead_attn = nn.MultiheadAttention(config.dim_model, config.n_heads, dropout=config.dropout, batch_first=True )

        self.linear1 = nn.Linear(config.dim_model, config.dim_feedforward)
        self.dropout = nn.Dropout(config.dropout)
        self.linear2 = nn.Linear(config.dim_feedforward, config.dim_model)

        self.norm1 = nn.LayerNorm(config.dim_model)
        self.norm2 = nn.LayerNorm(config.dim_model)
        self.norm3 = nn.LayerNorm(config.dim_model)
        self.dropout1 = nn.Dropout(config.dropout)
        self.dropout2 = nn.Dropout(config.dropout)
        self.dropout3 = nn.Dropout(config.dropout)

        self.activation = get_activation_fn(config.feedforward_activation)
        self.pre_norm = config.pre_norm

    def maybe_add_pos_embed(self, tensor: Tensor, pos_embed: Tensor | None) -> Tensor:
        return tensor if pos_embed is None else tensor + pos_embed

    def forward(
        self,
        x: Tensor,
        encoder_out: Tensor,
        decoder_pos_embed: Tensor | None = None,
        encoder_pos_embed: Tensor | None = None
    ) -> Tensor:
        skip = x
        if self.pre_norm:
            x = self.norm1(x)

        q = k = self.maybe_add_pos_embed(x, decoder_pos_embed)
        attn_self, _ = self.self_attn(q, k, value=x)
        x = skip + self.dropout1(attn_self)

        if self.pre_norm:
            skip = x
            x = self.norm2(x)
        else:
            x = self.norm1(x)
            skip = x
        #print ("x.dec: ", x.shape)
        #print("decoder_pos_embed: ", decoder_pos_embed)
        #print("encoder_pos_embed: ", encoder_pos_embed)

        # Cross-attention к энкодеру
        query = self.maybe_add_pos_embed(x, decoder_pos_embed)
        key   = self.maybe_add_pos_embed(encoder_out, encoder_pos_embed)
        value = encoder_out


        attn_cross, attn_weights = self.multihead_attn(
            query=query,
            key=key,
            value=value,
         )

        #print("attn_cross.shape:", attn_cross.shape)
        #print("attn_weights.shape:", attn_weights.shape)
        x = skip + self.dropout2(attn_cross)

        if self.pre_norm:
            skip = x
            x = self.norm3(x)
        else:
            x = self.norm2(x)
            skip = x

        x = self.linear2(self.dropout(self.activation(self.linear1(x))))
        x = skip + self.dropout3(x)

        if not self.pre_norm:
            x = self.norm3(x)

        return x


class ACTDecoder(nn.Module):

    def __init__(self, config: ACTConfig):
        super().__init__()
        self.layers = nn.ModuleList([ACTDecoderLayer(config) for _ in range(config.n_decoder_layers)])
        self.norm = nn.LayerNorm(config.dim_model)

    def forward(
        self,
        x: Tensor,
        encoder_out: Tensor,
        decoder_pos_embed: Tensor | None = None,
        encoder_pos_embed: Tensor | None = None
    ) -> Tensor:
        for layer in self.layers:
            x = layer(
                x,
                encoder_out,
                decoder_pos_embed=decoder_pos_embed,
                encoder_pos_embed=encoder_pos_embed
            )
        if self.norm is not None:
            x = self.norm(x)
        return x

class ACTTemporalEnsembler:

    def __init__(self, temporal_ensemble_coeff: float, chunk_size: int) -> None:
        self.chunk_size = chunk_size
        # Предвычисляем веса и их кумулятивную сумму
        self.ensemble_weights = torch.exp(-temporal_ensemble_coeff * torch.arange(chunk_size))
        self.ensemble_weights_cumsum = torch.cumsum(self.ensemble_weights, dim=0)
        self.reset()

    def reset(self):
        """Сброс состояния при ресете среды (новый эпизод)."""
        self.ensembled_actions = None
        self.ensembled_actions_count = None

    def update(self, actions: Tensor) -> Tensor:

        # Переносим веса на устройство тензора действий
        self.ensemble_weights = self.ensemble_weights.to(device=actions.device)
        self.ensemble_weights_cumsum = self.ensemble_weights_cumsum.to(device=actions.device)

        if self.ensembled_actions is None:
            # Инициализация: первое предсказание становится начальным ансамблем
            self.ensembled_actions = actions.clone()
            self.ensembled_actions_count = torch.ones(
                (self.chunk_size, 1), dtype=torch.long, device=self.ensembled_actions.device
            )
        else:
            # Онлайн-обновление: взвешенное усреднение с учётом новых предсказаний
            # Это эквивалентно пересчёту среднего с новыми весами без хранения всей истории
            self.ensembled_actions *= self.ensemble_weights_cumsum[self.ensembled_actions_count - 1]
            self.ensembled_actions += actions[:, :-1] * self.ensemble_weights[self.ensembled_actions_count]
            self.ensembled_actions /= self.ensemble_weights_cumsum[self.ensembled_actions_count]

            # Увеличиваем счётчик количества шагов в ансамбле (не более chunk_size)
            self.ensembled_actions_count = torch.clamp(
                self.ensembled_actions_count + 1, max=self.chunk_size
            )

            # Добавляем последнее действие из нового чанка как новый элемент в конец последовательности
            self.ensembled_actions = torch.cat([self.ensembled_actions, actions[:, -1:]], dim=1)
            self.ensembled_actions_count = torch.cat(
                [
                    self.ensembled_actions_count,
                    torch.ones_like(self.ensembled_actions_count[-1:])
                ]
            )

        # «Потребляем» первое действие из ансамбля и сдвигаем окно вперёд
        action, self.ensembled_actions, self.ensembled_actions_count = (
            self.ensembled_actions[:, 0],
            self.ensembled_actions[:, 1:],
            self.ensembled_actions_count[1:]
        )

        return action


class ACT(nn.Module):

    def __init__(self, config):
        super().__init__()
        self.config = config
        if self.config.use_vae:
            # Трансформер-энкодер, который кодирует [cls, robot_state, action_sequence]
            self.vae_encoder = ACTEncoder(config, is_vae_encoder=True)
            # Эмбеддинг для токена CLS — из него извлекаются параметры латента
            self.vae_encoder_cls_embed = nn.Embedding(1, config.dim_model)

            # Проекция состояния робота в пространство модели
            if self.config.robot_state_feature is not None:
                self.vae_encoder_robot_state_input_proj = nn.Linear(
                    self.config.robot_state_feature.shape[0], config.dim_model
                )

            # Проекция целевых действий в пространство модели (для VAE-энкодера)
            self.vae_encoder_action_input_proj = nn.Linear(
                self.config.action_feature.shape[0],
                config.dim_model,
            )

            # Проекция выхода VAE-энкодера в параметры латентного распределения
            # (mean и log_var для каждой размерности латента)
            self.vae_encoder_latent_output_proj = nn.Linear(
                config.dim_model, config.latent_dim * 2
            )

            # Позиционные эмбеддинги для VAE-энкодера
            num_input_token_encoder = 1 + config.chunk_size  # 1 cls + chunk_size действий
            if self.config.robot_state_feature is not None:
                num_input_token_encoder += 1  # +1 для состояния робота

            self.register_buffer(
                "vae_encoder_pos_enc",
                create_sinusoidal_pos_embedding(num_input_token_encoder, config.dim_model).unsqueeze(0),
                persistent=False,
            )

        if self.config.image_features:
            # Загружаем предобученную модель (например, ResNet)
            backbone_model = getattr(torchvision.models, config.vision_backbone)(
                replace_stride_with_dilation=[False, False, config.replace_final_stride_with_dilation],
                weights=config.pretrained_backbone_weights,
                norm_layer=FrozenBatchNorm2d,
            )
            # Получаем feature map из последнего блока (layer4)
            self.backbone = IntermediateLayerGetter(backbone_model, return_layers={"layer4": "feature_map"})

        # ---------------------------------------------------------------------
        # Трансформер (основной энкодер и декодер)
        # ---------------------------------------------------------------------
        self.encoder = ACTEncoder(config)
        self.decoder = ACTDecoder(config)

        # Проекции входов в пространство трансформера
        if self.config.robot_state_feature is not None:
            self.encoder_robot_state_input_proj = nn.Linear(
                self.config.robot_state_feature.shape[0], config.dim_model
            )

        if self.config.env_state_feature is not None:
            self.encoder_env_state_input_proj = nn.Linear(
                self.config.env_state_feature.shape[0], config.dim_model
            )
        # Проекция латентной переменной (z) в пространство модели
        self.encoder_latent_input_proj = nn.Linear(config.latent_dim, config.dim_model)

        if self.config.image_features:
            # Проецируем каналы feature map в dim_model
            # backbone_model.fc.in_features — это количество каналов layer4 у выбранной модели
            self.encoder_img_feat_input_proj = nn.Conv2d(
                backbone_model.fc.in_features, config.dim_model, kernel_size=1
            )

        # Позиционные эмбеддинги
        n_1d_tokens = 1  # для латентной переменной
        if self.config.robot_state_feature is not None:
            n_1d_tokens += 1
        if self.config.env_state_feature is not None:
            n_1d_tokens += 1

        self.encoder_1d_feature_pos_embed = nn.Embedding(n_1d_tokens, config.dim_model)

        if self.config.image_features:
            self.encoder_cam_feat_pos_embed = ACTSinusoidalPositionEmbedding2d(config.dim_model // 2)

        # Learnable positional embeddings для декодера (как в DETR)
        self.decoder_pos_embed = nn.Embedding(config.chunk_size, config.dim_model)

        # Head для предсказания действий
        self.action_head = nn.Linear(config.dim_model, self.config.action_feature.shape[0])

        self._reset_parameters()

    def _reset_parameters(self):
        """Инициализация весов трансформера (Xavier uniform)."""
        for p in chain(self.encoder.parameters(), self.decoder.parameters()):
            if p.dim() > 1:
                nn.init.xavier_uniform_(p)

    def forward(
        self,
        batch: dict[str, Tensor]
    ) -> tuple[Tensor, tuple[Tensor, Tensor] | tuple[None, None]]:

        # ---------------------------------------------------------------------
        # Шаг 1: VAE-энкодер — получаем латентную переменную z
        # ---------------------------------------------------------------------
        mu_hat = log_sigma_x2_hat = None
        if self.config.use_vae and ACTION in batch:
            # Собираем входные токены для VAE-энкодера: [cls, robot_state (если есть), action_sequence]
            tokens = []
            # Токен CLS
            cls_token = self.vae_encoder_cls_embed(torch.zeros(batch[OBS_STATE].size(0), dtype=torch.long, device=batch[OBS_STATE].device))
            tokens.append(cls_token)

            # Состояние робота (если есть)
            if self.config.robot_state_feature is not None:
                robot_state_proj = self.vae_encoder_robot_state_input_proj(batch[OBS_STATE])
                tokens.append(robot_state_proj)

            # Целевые действия (для VAE)
            action_proj = self.vae_encoder_action_input_proj(batch[ACTION])
            # action_proj имеет форму (B, chunk_size, dim_model), разворачиваем в последовательность
            tokens.append(action_proj.transpose(1, 0))  # (chunk_size, B, dim_model) -> потом сложим

            # Объединяем токены в одну последовательность (B, seq_len, dim_model)
            vae_input = torch.cat(tokens, dim=1)  # (B, 1+state+chunk_size, dim_model)

            # Добавляем позиционные эмбеддинги
            vae_input += self.vae_encoder_pos_enc[:, :vae_input.size(1), :]

            # Пропускаем через VAE-энкодер
            vae_output = self.vae_encoder(vae_input)  # (B, seq_len, dim_model)

            # Берём только выход токена CLS (первый токен)
            cls_output = vae_output[:, 0, :]  # (B, dim_model)

            # Преобразуем в параметры распределения латента
            latent_params = self.vae_encoder_latent_output_proj(cls_output)  # (B, latent_dim*2)
            mu_hat, log_sigma_x2_hat = latent_params.chunk(2, dim=-1)  # разделяем mean и log_var

            # Сэмплируем латент z через трюк репараметризации
            std = torch.exp(0.5 * log_sigma_x2_hat)
            eps = torch.randn_like(std)
            z = mu_hat + eps * std  # (B, latent_dim)
        else:
            # Если VAE не используется (инференс или обучение без VAE), z = 0
            batch_size = batch[OBS_STATE].dim()
            z = torch.zeros(batch_size, self.config.latent_dim, device=batch[OBS_STATE].device)
        # ---------------------------------------------------------------------
        # Шаг 2: Извлечение признаков изображений (если есть)
        # ---------------------------------------------------------------------
        img_features = None
        if self.config.image_features:
            images = batch[OBS_IMAGES]
            # images может быть списком камер или одним тензором (B, C, H, W) или (B, N, C, H, W)
            # В LeRobot обычно это список тензоров (B, C, H, W) для каждой камеры
            if isinstance(images, list):
                # Для каждой камеры получаем feature map
                img_feats = []
                for img in images:
                    feat_dict = self.backbone(img)
                    img_feats.append(feat_dict["feature_map"])  # (B, C_feat, H_feat, W_feat)
                # Склеиваем по каналам: (B, N*C_feat, H, W)
                img_features = torch.cat(img_feats, dim=1)
            else:
                # Если уже один тензор
                feat_dict = self.backbone(images)
                img_features = feat_dict["feature_map"]

            # Проецируем в dim_model и добавляем 2D позиционные эмбеддинги
            img_features = self.encoder_img_feat_input_proj(img_features)  # (B, dim_model, H, W)
            pos_embed_2d = self.encoder_cam_feat_pos_embed(img_features)
            img_features += pos_embed_2d

            # Разворачиваем feature map в последовательность токенов (B, H*W, dim_model)
            B, C, H, W = img_features.shape
            img_tokens = einops.rearrange(img_features, "b c h w -> b (h w) c")
        else:
            img_tokens = None

        # ---------------------------------------------------------------------
        # Шаг 3: Сбор токенов для основного трансформера-энкодера
        # ---------------------------------------------------------------------
        encoder_tokens = []

        # Латент z
        z_proj = self.encoder_latent_input_proj(z)  # (B, dim_model)
        z_proj_token = z_proj.unsqueeze(1)          # (B, 1, D)
        encoder_tokens.append(z_proj_token)   # (B, 1, dim_model)

        # Состояние робота
        if self.config.robot_state_feature is not None:
            robot_state = batch[OBS_STATE]
            # если это один пример, делаем батч размера 1
            robot_state = robot_state.unsqueeze(0)
            robot_state_proj = self.encoder_robot_state_input_proj(robot_state)      # (B, 512)
            robot_state_proj_token = robot_state_proj.unsqueeze(1)          # (B, 1, D)
            encoder_tokens.append(robot_state_proj_token)
        #print ("robot_state_proj_t: ", robot_state_proj_token.shape)

        # Состояние среды
        if self.config.env_state_feature:
            env_state_proj = self.encoder_env_state_input_proj(batch[OBS_ENV_STATE])  # (B, dim_model)
            env_state_proj_token = env_state_proj.unsqueeze(1)          # (B, 1, D)
            encoder_tokens.append(env_state_proj_token)
            #print ("env_state_proj: ", env_state_proj_token.shape)

        # Признаки изображений (если есть)
        if img_tokens is not None:
            encoder_tokens.append(img_tokens)  # (B, H*W, dim_model)

        for i, t in enumerate(encoder_tokens):
            print(i, t.shape, t.dtype)


        # Объединяем все токены
        encoder_input = torch.cat(encoder_tokens, dim=1)  # (B, num_tokens, dim_model)

        # Количество 1D токенов = len(encoder_tokens) - (1 если есть img_tokens else 0)
        num_1d_tokens = len(encoder_tokens)
        if img_tokens is not None:
            num_1d_tokens -= 1  # image tokens используют 2D pos embed, не 1D
        encoder_input[:, :num_1d_tokens, :] += self.encoder_1d_feature_pos_embed.weight.unsqueeze(0)

        # Пропускаем через энкодер трансформера
        encoder_output = self.encoder(encoder_input)  # (B, num_tokens, dim_model)

        # Query для декодера — learnable pos embeddings длины chunk_size
        decoder_queries = self.decoder_pos_embed.weight.unsqueeze(0).expand(batch_size, -1, -1)

        # Декодер делает cross-attention к выходу энкодера
        decoder_output = self.decoder(
            decoder_queries,
            encoder_output,
            decoder_pos_embed=None,  # уже в decoder_queries
            encoder_pos_embed=None
        )  # (B, chunk_size, dim_model)

        actions_hat = self.action_head(decoder_output)  # (B, chunk_size, action_dim)

        return actions_hat, (mu_hat, log_sigma_x2_hat)


class ACTPolicy(nn.Module):

    name = "act"

    def __init__(
        self,
        config,
        **kwargs,
    ):

        super().__init__()

        config.validate_features()
        self.config = config

        # Инициализируем ядро модели ACT
        self.model = ACT(config)

        # Если включён temporal ensembling — создаём сглаживатель
        if config.temporal_ensemble_coeff is not None:
            self.temporal_ensembler = ACTTemporalEnsembler(
                config.temporal_ensemble_coeff,
                config.chunk_size
            )
        else:
            # Иначе используем простую очередь действий (deque)
            self._action_queue = deque([], maxlen=self.config.n_action_steps)

        self.reset()

    def get_optim_params(self) -> dict:
        return [
            {
                "params": [
                    p
                    for n, p in self.named_parameters()
                    if not n.startswith("model.backbone") and p.requires_grad
                ]
            },
            {
                "params": [
                    p
                    for n, p in self.named_parameters()
                    if n.startswith("model.backbone") and p.requires_grad
                ],
                "lr": self.config.optimizer_lr_backbone,
            },
        ]

    def reset(self):
        if self.config.temporal_ensemble_coeff is not None:
            self.temporal_ensembler.reset()
        else:
            # Очищаем очередь действий, если не используем temporal ensembling
            self._action_queue.clear()

    @torch.no_grad()
    def select_action(self, batch: dict[str, Tensor]) -> Tensor:

        batch_size = batch[OBS_STATE].size(0)

        if self.config.temporal_ensemble_coeff is not None:
            # Temporal ensembling: обновляем сглаженный прогноз и берём первое действие
            actions_chunk, _ = self.model(batch)  # (B, chunk_size, action_dim)
            action = self.temporal_ensembler.update(actions_chunk)
            return action

        # Обычная логика с очередью (без ensembling)
        if len(self._action_queue) == 0:
            # Очередь пуста: делаем предсказание и кладём чанк целиком
            actions_chunk, _ = self.model(batch)  # (B, chunk_size, action_dim)
            # Разворачиваем чанк по батчу и добавляем все действия в очередь
            for t in range(actions_chunk.size(1)):
                self._action_queue.append(actions_chunk[:, t, :])

        # Берём первое действие из очереди
        action = self._action_queue.popleft()  # (B, action_dim)
        return action