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VLAarXiv:2609.18259

M²Tok: 視覚言語行動モデルのためのマルチヘッド・マルチコードブック離散行動トークン化

${M}^2$Tok: Multi-head Multi-codebook Discrete Action Tokenization for Vision-Language-Action Models

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連続的な行動信号を複数のヘッドと独立したコードブックで離散トークン化し、再構成誤差を抑えつつVLAモデルの性能を向上させる手法を提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 連続的な action 信号を離散 token に変換する action tokenizer の提案。 - 名称は M^2Tok(Multi-head Multi-codebook Action Tokenizer)。 - Vision-Language-Action (VLA) モデルの autoregressive 処理向け。 - 再構成誤差を抑え、policy 性能を高めることを目的とする。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の離散 action tokenizer は reconstruction loss が高く、細かい dynamics を保てない。 - この discretization bottleneck が下流 VLA の性能上限を制限していた。 - M^2Tok は再構成損失を大幅に低減し、VLA の成功率を有意に向上。 - 従来法より表現力が高い点が優位。

3. 技術・手法の肝は?

- latent action features を複数の head に分解。 - 各 head が異なる action 次元に暗黙的に対応できるようにする。 - 各 head に独立した codebook を割り当てて量子化。 - 複数 codebook の組み合わせにより表現力を拡大。 - これにより再構成誤差を低減。

4. どうやって有効だと検証した?

- RoboTwin、Simpler-Env、および 3 つの zero-shot real-world タスクで評価。 - M^2Tok ベースの VLA が高い再構成忠実度を示す。 - VLA モデルの成功率を有意に向上させることを確認。 - multi-head と multi-codebook の有効性を ablation studies で確認。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。 - 限界や失敗事例、計算コスト、codebook 設計の詳細な議論は記載されていない。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究は明示されていない。 - 関連手法として VQ-VAE、VQ-GAN、RVQ、および VLA モデル(RT-2、OpenVLA など)が同分野の定番として挙げられる。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Chunpu Xu, Zhixuan Liang, Yuhao Zhang, Chi-Min Chan, Jessie Wang, Yang Xiao, Mengkang Hu, Xiaokang Yang, Yao Mu

分類: cs.RO, cs.AI, cs.CL, cs.CV

原文アブストラクト

Recent advancements have successfully adapted autoregressive language models to process multimodal signals, such as images and actions. Since raw action signals are continuous, effective tokenization is essential to map high-dimensional inputs into compact discrete tokens for autoregressive processing. However, existing discrete action tokenizers often suffer from high reconstruction loss, failing to preserve the fine-grained dynamics required for precise control. This ``discretization bottleneck'' significantly limits the performance ceiling of downstream Vision-Language-Action (VLA) models. To address this, we propose $\mathcal{M}^2$Tok, a Multi-head Multi-codebook Action Tokenizer designed to minimize reconstruction error and enhance policy performance. Our approach introduces two key structural innovations: (1) we decompose the latent action features into multiple heads, enabling the model to implicitly align specific heads with distinct action dimensions; (2) we assign independent codebooks to each head for quantization. By leveraging the combinatorial nature of multiple codebooks, we significantly expand the representational expressivity of the tokenizer, leading to substantially lower reconstruction loss compared to previous methods. We evaluate the $\mathcal{M}^2$Tok-based VLA on the RoboTwin, Simpler-Env, and 3 zero-shot real-world tasks. Experimental results demonstrate our method not only achieves superior reconstruction fidelity but also significantly boosts the success rate of VLA models. Comprehensive ablation studies further confirm the effectiveness of the multi-head and multi-codebook mechanisms. Code is available at \href{https://github.com/cpaaax/M2Tok}{https://github.com/cpaaax/M2Tok}.

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