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VLAarXiv:2611.00513

WorldSketch: ゼロショット移動マニピュレーションのための世界モデルを描く

WorldSketch: Sketching World Models for Zero-Shot Mobile Manipulation

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VLMに行動を直接生成させるのではなく、タスク関連物体と幾何・運動だけを捉えた最小限のキネマティック世界モデルを構築させ、幾何プランナで接触と全身運動を最適化する手法。実行フィードバックでモデルを自己修正し、複数ベンチマークでゼロショット高成功率を達成。

詳しい要約

1. どんなもの?

- VLMがロボットの行動ではなくworld modelを構築する新しいagentic roboticsのパラダイム - VLMがagentとしてperception toolsを能動的に呼び出し、最小限のkinematic world modelを構築・視覚的に検証 - モデルにはタスク関連物体、interaction geometry、可能なmotionのみを保持 - 構築したモデル上でgeometric plannerがcontactとwhole-body motionを同時最適化 - world modelは自己改善: 実行feedbackで結果を検証し、不確実な仮説を更新、予測と矛盾すればモデルを修正 - RoboCasa、LIBERO-PRO、R2R-CE navigationでzero-shot評価

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のVLM活用法は2種: 定義済みskillのorchestration( skill libraryに制約)か、action/constraint/control programの直接生成(精密なgeometryとcontactの推論が必要) - WorldSketchはVLMにworld model構築を担わせ、geometry/contactの推論をgeometric plannerに委ねる点が新しい - RoboCasaで次善のzero-shot agent baselineを58ポイント上回り、VLM入力tokenは10分の1 - LIBERO-PROでCaP-Xを82ポイント上回る - navigationではstep-by-step VLM agentと同等の成功率を6分の1の入力tokenで達成

3. 技術・手法の肝は?

- VLMをagentとして用い、perception toolsを能動的にqueryさせて最小kinematic world modelを構築 - モデルはタスク関連物体・interaction geometry・可能なmotionのみを表現 - 構築モデルを視覚的にvalidateする仕組み - geometric plannerがcontactとwhole-body motionをjointly optimize - 実行feedbackによる自己改善ループ: 結果検証、不確実仮説の更新、矛盾時のモデル修正

4. どうやって有効だと検証した?

- RoboCasa、LIBERO-PRO、R2R-CE navigationの3ベンチマークでzero-shot評価 - 成功率はそれぞれ91%、97%、76% - RoboCasaで次善zero-shot agent baseline比+58ポイント、VLM入力tokenは10分の1 - LIBERO-PROでCaP-X比+82ポイント - navigationでstep-by-step VLM agentと同等成功率、入力tokenは6分の1

5. 議論はある?

- 要旨からは不明(本文での限界・失敗事例・議論の詳細は記述なし) - 示唆される論点: VLMのgeometry/contact推論負荷をplannerに分離する設計の汎用性 - 自己改善ループの収束性や誤修正リスクは要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- CaP-X(要旨で比較対象として明示) - step-by-step VLM agents(要旨で比較対象として言及) - 関連手法: VLMによるskill orchestration、VLMによる直接action生成、geometric planning、task and motion planning(TAMP) - ベンチマーク: RoboCasa、LIBERO-PRO、R2R-CE

※ 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: Jiaming Wang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Most agentic robotic systems use vision-language models (VLMs) either to orchestrate predefined skills or to directly generate actions, constraints, and control programs. The former is limited by the available skill library, while the latter requires VLMs to reason about precise geometry and contact. In this paper, we propose WorldSketch, a new paradigm for agentic robotics in which a VLM constructs a world model rather than generating robot actions. The VLM acts as an agent that actively queries perception tools to build and visually validate a minimal kinematic world model, capturing only task-relevant objects, their interaction geometry, and possible motions. A geometric planner then jointly optimizes contact and whole-body motion on the resulting model. Moreover, the world model is self-improving: execution feedback verifies outcomes, updates uncertain hypotheses, and enables the agent to revise the model when its predictions are contradicted. We demonstrate the generality of this paradigm across RoboCasa, LIBERO-PRO, and R2R-CE navigation, achieving zero-shot success rates of 91%, 97%, and 76%, respectively. On RoboCasa, WorldSketch outperforms the next-best zero-shot agent baseline by 58 percentage points while using 10 times fewer VLM input tokens; on LIBERO-PRO, it exceeds CaP-X by 82 percentage points. In navigation, it matches the success rate of step-by-step VLM agents while using 6 times fewer input tokens.

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PR本紙発行元 EmplifAI