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VLAarXiv:2609.19104

rMuscle: 効率的な視覚-言語-行動モデル推論のためのロボット筋肉記憶

rMuscle: Robotic Muscle Memory for Efficient Vision-Language-Action Model Inference

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反復作業における実行間の類似性を利用した二段階キャッシュでVLAモデルの推論を高速化し、1.29〜1.42倍の速度向上を実現した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 工場などの反復作業をロボットに任せるembodied AI向けの、VLAモデル推論フレームワーク。 - 人間のmuscle memoryに着想を得て、反復実行間の類似性を利用する。 - 推論レイテンシを削減し、ロボットの応答性と動作の滑らかさを改善する。 - 実世界ロボットで成功率を維持しつつ高速化する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存のVLA推論フレームワークは、embodied workloadの特性を十分に活用していない。 - また、VLA推論の異なる段階ごとのボトルネックの違いを考慮していない。 - 本手法は、反復実行間の類似性が観測や行動軌跡だけでなく内部モデル状態にも及ぶことを見出した。 - この類似性をdual-phase muscle-memory cacheで活用する点が新しい。

3. 技術・手法の肝は?

- 反復実行間の類似性を利用するdual-phase muscle-memory cacheを提案。 - Context Cacheはvisual-token出力を再利用し計算を削減する。 - Action Cacheはneuron activation patternを再利用しweight accessを削減する。 - cache memory footprintとaccess overheadを抑えるため、online cache recomputation、sliding-window cache retrieval、連続denoising step間のmask sharingを用いる。

4. どうやって有効だと検証した?

- RTX 4090とJetson Thor上で評価。 - LIBERO、RoboTwin、physical manipulationタスクで検証。 - 1.29-1.42Xのspeedupを達成。 - 実世界ロボットで元のsuccess rateを維持することを確認。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。 - ただし、cacheのmemory footprintとaccess overheadの低減、実世界での成功率維持が議論の焦点として示唆される。

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、VLAモデル、RTX 4090、Jetson Thor、LIBERO、RoboTwin、physical manipulationタスクが挙げられる。 - 同分野の定番として、Vision-Language-Actionモデル全般やembodied AI推論最適化の研究が次に読むべき候補。 - 具体的な論文名は要旨からは不明。

※ 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: Kaijun Zhou, Zhiyang Li, Le Chen, Jinyu Gu

分類: cs.RO, cs.AI

原文アブストラクト

Factory work is a promising early scenario for embodied AI: assigning repetitive manual jobs to robots has clear economic payoff, and a structured station keeps the jobs tractable for current policies. Vision-Language-Action (VLA) models now dominate as the policy paradigm for these robots. The inference latency of VLA models directly affects robot responsiveness and motion smoothness. However, existing VLA inference frameworks do not fully exploit the characteristics of embodied workloads or account for the distinct bottlenecks across different stages of VLA inference. In this paper, we first characterize embodied workloads and identify substantial task similarity across repeated robot executions. We further find that such similarity extends beyond observations and action trajectories to internal model states. Drawing on these observations, we present rMuscle, a real-time VLA inference framework inspired by human muscle memory. It exploits cross-execution similarity through a dual-phase muscle-memory cache. The Context Cache reuses visual-token outputs to reduce computation, while the Action Cache reuses neuron activation patterns to reduce weight accesses. We keep both the cache memory footprint and access overhead low through online cache recomputation, sliding-window cache retrieval, and mask sharing across consecutive denoising steps. rMuscle achieves 1.29-1.42X speedup on RTX 4090 and Jetson Thor across LIBERO, RoboTwin, and physical manipulation tasks, while maintaining the original success rates on real-world robots.

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PR本紙発行元 EmplifAI