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VLAarXiv:2610.40799

CaPtain:コード・アズ・ポリシー型ロボットエージェントの事後学習パイプライン

CaPtain: A Pipeline for Post-Training Code-as-Policy Robot Agents

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小型オープンVLMをコード生成型ロボット操作エージェントへと訓練するパイプラインを提案し、物理シミュレータの特権状態を用いたマルチターン強化学習で性能を大幅に向上させた。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 目的: 小規模なopen VLMをCaP (Code-as-Policy) 型ロボットエージェントへ変換するpost-trainingパイプライン「CaPtain」の提案。 - 構成: SFTとmulti-turn RLの2段階で学習し、CaPtain-Harness内で学習・実行する。 - 特徴: テスト時にVLA・frontier model・privileged stateを一切使わない。 - 対象: ロボットマニピュレーションを、ロボットAPIに対するコード生成と結果読み戻しとして扱う。 - 成果物: code・data・model weightsを公開。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存CaPエージェントは学習を避け、closed frontier modelのpromptingか、pre-trained VLA・高レベルskillへの委譲に依存していた。 - 小規模open VLMは既存設定では失敗していたが、CaPtainはこれを学習で機能させる。 - 先行研究と異なりVLA・frontier model・privileged stateをテスト時に不要とする。 - Qwen3.5-4B (zero-shot 0%) からLIBEROで73.8%、LIBERO-PROで78.5%に到達し、複数のfrontier-model agentを上回る。 - RLの利得が3つのperturbation suiteで+17.6〜+21.2ポイント持続。

3. 技術・手法の肝は?

- CaPtain-Harness: 低レベル知覚・geometry・guarded-motion primitiveをsimulationと実機の両方で公開する実行環境。 - 第1段階: GPT-6 Astraで生成したsynthetic trajectoryによるSFTでbase modelをinterfaceに整合。 - 第2段階: multi-turn RLを適用。 - 課題: 数十のagent requestへのcredit assignmentを、エピソード終端の単一結果から行う必要がある(物理効果が数turn後に顕在化)。 - 解決: privileged simulator stateを読むphysical criticを導入し、各requestが予測成功確率をどれだけ変えるかでcreditを付与。policyはこのstateを見ない。

4. どうやって有効だと検証した?

- LIBERO: SFT後55.4%、RL後73.8%のheld-out success。 - LIBERO-PRO: 78.5%で複数のfrontier-model agentを上回る。 - 3つのperturbation suiteでRL利得+17.6〜+21.2ポイントが持続することを確認。 - 目標ドメイン学習なしでSimplerEnv WidowXにて83.3%。 - CaP-Benchでfrontier modelを上回る。 - simulation-only adaptation後に実機ロボットで動作。

5. 議論はある?

- physical criticがprivileged simulator stateに依存するため、sim-to-realや実機学習時のcredit assignmentへの適用可能性が論点。 - 実機検証はsimulation-only adaptation後の動作に留まり、実機でのRL学習効果は要旨からは不明。 - 小規模VLMでfrontier modelを上回る結果の一般性・スケーリングは要旨からは不明。 - 限界や失敗事例の詳細は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- LIBERO (benchmark) - LIBERO-PRO - SimplerEnv WidowX - CaP-Bench - Qwen3.5-4B (base model) - GPT-6 Astra (synthetic trajectory生成) - VLA (vision-language-action model) 関連研究 - Code-as-Policy (CaP) 関連研究

※ 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: Yijia Fan, Xilin He, Yilei Jiang, Dongming Wu, Jiaxu Wang, Xiangyu Yue

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Across coding, web, and tool-use tasks, language-model agents are now routinely trained with the same recipe: supervised fine-tuning (SFT) to learn the interface, then multi-turn reinforcement learning (RL) to master it. Code-as-policy (CaP) casts robot manipulation in the same form, as the policy writes code against robot APIs and reads back the results, so the same recipe should apply. Yet existing CaP agents sidestep training: they either prompt closed frontier models or delegate manipulation to pre-trained vision-language-action models (VLAs) and high-level skills, while small open vision-language models (VLMs) fail outright. We present CaPtain, an open post-training pipeline that turns a small open VLM into a capable CaP agent, with no VLA, frontier model, or privileged state at test time. CaPtain trains and deploys the policy inside CaPtain-Harness, which exposes low-level perception, geometry, and guarded-motion primitives across simulation and real hardware. We first align the base model via SFT on synthetic trajectories generated with GPT-6 Astra, then apply multi-turn RL. Multi-turn RL must credit tens of agent requests, whose physical effects often surface turns later, from a single end-of-episode outcome. We therefore introduce a physical critic that reads privileged simulator state, never seen by the policy, and credits each request by how much it changes the predicted chance of success. Starting from Qwen3.5-4B (0% zero-shot), CaPtain-4B reaches 55.4% held-out LIBERO success after SFT and 73.8% after RL. On LIBERO-PRO, it reaches 78.5%, surpassing several frontier-model agents, and its RL gains persist across three perturbation suites (+17.6 to +21.2 points). Without target-domain training, it attains 83.3% on SimplerEnv WidowX, exceeds frontier models on CaP-Bench, and runs on a real robot after simulation-only adaptation. We release all code, data, and model weights.

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PR本紙発行元 EmplifAI