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VLAarXiv:2610.34519

TRIAGE:視覚言語行動モデルの効率的推論には再利用と枝刈りの両方が必要

TRIAGE: Efficient Vision-Language-Action Inference Needs Both Reuse and Pruning

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視覚トークンのドリフトに応じてKVキャッシュの再利用と枝刈りを切り替える学習不要のVLA推論高速化手法TRIAGEを提案し、オンボード実時間制御を可能にした。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 対象は Vision-Language-Action (VLA) モデルの推論高速化 - ロボット操作向けに camera 画像と言語指示から直接 action を生成 - mobile manipulator や humanoid など onboard embedded board 上での実行を想定 - 問題は言語 backbone の prefill latency - 制御ステップごとに数百の visual token を処理するため latency が増大 - 提案手法 TRIAGE は training-free な accelerator - visual token を recompute / reuse / prune に振り分ける - prefill latency を直接制御できる

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の training-free accelerator は visual token の一部のみ再計算し、残りを skip - skip の方法として pruning か cached key-value (KV) states の reuse のいずれか一方のみを全 skip token に適用 - 両者は計算削減量がほぼ同じだが、どちらが action を full recomputation に近づけるかは未検討 - 提案手法は token ごとに reuse と prune を適応的に使い分ける点が新しい - prune-only と reuse-only を両極端とする一般化と位置づけ - 実験では強い baseline を大きく上回る - LIBERO-Object で visual token の 7% のみ再計算し、最強 baseline を 24.4 pp 上回る

3. 技術・手法の肝は?

- token-level diagnostic により、skip token の扱いを drift で判断 - drift は cache 計算時以降の shallow-layer value の変化量 - 知見: drift が閾値未満なら reuse は prune と同等以上、閾値超では reuse の action error が prune の最大 4.4x - この閾値は backbone ごとに diagnostic で calibration - TRIAGE の判定 - cache が有効 = drift が閾値未満かつ古すぎない - 固定 budget の token を再計算し、invalid cache の重要 token を優先 - 残りは valid cache なら reuse、それ以外は prune - budget が再計算 token 数を固定するため prefill latency を直接設定できる

4. どうやって有効だと検証した?

- backbone 2 種で token-level diagnostic を実施 - drift 閾値の前後で reuse と prune の action error を比較 - LIBERO と SimplerEnv で評価 - full recomputation の平均 success rate から 3 pp 以内を維持 - Jetson AGX Orin 上で prefill latency を最大 48% 削減 - LIBERO-Object では visual token の 7% のみ再計算で最強 baseline を 24.4 pp 上回る

5. 議論はある?

- drift 閾値は backbone ごとに calibration が必要 - 他 backbone やタスクへの一般性は要旨からは不明 - cache の古さ (too old) の具体的な判定基準は要旨からは不明 - 評価は LIBERO と SimplerEnv、Jetson AGX Orin に限定 - 実機 mobile manipulator や humanoid での検証は要旨からは不明 - 固定 budget の設定方法や重要 token の選定基準の詳細は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- prune-only および reuse-only の既存 training-free accelerator (要旨で比較対象として言及) - VLA モデルの visual token pruning 関連研究 - KV cache reuse を用いた efficient inference 研究 - LIBERO および SimplerEnv の benchmark 論文 - Jetson AGX Orin 上の onboard VLA 推論に関する研究

※ 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: Sooyoung Kwon, Carlee Joe-Wong, Kyunghan Lee

分類: cs.RO, cs.AI, cs.CV, cs.LG

原文アブストラクト

Vision-language-action (VLA) models are increasingly used for robot manipulation because they map camera images and a language instruction directly to actions. Robots that cannot be tethered to a workstation, such as mobile manipulators and humanoids, must run them on onboard embedded boards, where the prefill latency of the language backbone grows with the hundreds of visual tokens processed at every control step. To meet real-time limits, training-free accelerators recompute only a subset of the visual tokens and skip the rest, either by pruning them or by reusing their cached key-value (KV) states. The two options save nearly the same computation, yet existing methods apply only one of them to every skipped token. Through a token-level diagnostic, we show that which option keeps the action closer to full recomputation depends on the token's drift, the change in its shallow-layer value since its cache was computed. On both backbones tested, reusing tokens below a drift threshold was no worse than pruning them, whereas beyond it, reuse yields up to 4.4x the action error of pruning; the same diagnostic calibrates this threshold per backbone. Building on this finding, we propose TRIAGE, which deems a cache valid when its drift is below this threshold and it is not too old. TRIAGE recomputes a fixed budget of tokens, prioritizing important tokens with invalid caches, reuses every other token with a valid cache, and prunes the rest; prune-only and reuse-only methods are the two extremes of this partition. Because the budget fixes the number of recomputed tokens, it directly sets the prefill latency. On LIBERO and SimplerEnv, TRIAGE stays within 3 pp of full recomputation in average success rate while cutting prefill latency on a Jetson AGX Orin by up to 48%, and with only 7% of visual tokens recomputed, it beats the strongest baseline by 24.4 pp on LIBERO-Object.

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PR本紙発行元 EmplifAI