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VLAarXiv:2611.01215

VLMを共同デノイザーとして活用するロボット行動生成

Vision-Language Models Are Joint Denoisers in Robotic Action Generation

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視覚言語モデル(VLM)を拡散型行動生成のデノイズ過程に参加させ、ノイズ付き行動を文脈化しながら行動専門家を誘導するJADEを提案。ロボット操作ベンチマークで高い成功率を達成。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 拡散ベースの vision-language-action (VLA) モデルにおいて、VLM を静的な条件付け器ではなく action 生成の共同 denoiser として使う枠組み JADE (Joint Action DEnoiser) を提案する研究。 - VLM と action expert が各 denoising step で協調して action を洗練する。 - 対象はロボットの action 生成であり、RoboDojo、RoboTwin 2.0、実機双腕タスクで評価している。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の diffusion-based VLA は pretrained VLM を静的 conditioning に限定し、action expert 側で diffusion を回す構成が主流。 - JADE は VLM 自体を denoising loop に参加させ、知覚・推論を action 生成の各ステップに反映できる点が異なる。 - 特に out-of-distribution 設定での VLM の活用度を高めることを狙う。 - 共同 denoising により sampling steps を削減でき、VLM 参加の追加コストを相殺しうると主張。

3. 技術・手法の肝は?

- structured action latents を導入し、VLM が noisy action・visual observations・language instructions を同時に読めるようにする。 - 各 denoising step で VLM が noisy action を文脈化し、gated cross-attention を通じて action expert を誘導する。 - VLM に対し noisy から clean な action latents を復元するよう supervision し、action-learning signal を与えて perception と control を結合する。 - adaptive step-size schedule で性能と推論遅延のバランスを取る。

4. どうやって有効だと検証した?

- RoboDojo で平均成功率 12.67% を達成し、評価した π_{0.5}-based 手法の中で最高。 - 大規模 pretrain された最近の VLA および WAM foundation models とも競争力があると報告。 - RoboTwin 2.0 でも性能向上。 - 実世界の双腕4タスクで π_{0.5} 比平均成功率 +20.8 percentage points。

5. 議論はある?

- VLM を denoising に参加させる追加コストと、sampling steps 削減・adaptive step-size schedule による遅延バランスが論点。 - out-of-distribution 設定での有効性を主張するが、要旨からは詳細な限界や失敗分析は不明。 - ベースラインは π_{0.5}-based 手法および大規模 pretrain された VLA/WAM foundation models。

6. 次に読むべき論文は?

- π_{0.5} (JADE のベースおよび主要比較対象)。 - diffusion-based VLA の代表的手法 (action expert と VLM を cascade する構成)。 - RoboDojo、RoboTwin 2.0 を用いた VLA 評価研究。 - gated cross-attention や adaptive step-size schedule を用いる diffusion sampling 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: Xicheng Gong, Wenxuan Song, Chengze Liu, Qiwei Li, Qize Yu, Jiaolong Yang, Haoang Li, Yadong Mu

分類: cs.RO, cs.AI, cs.CV

原文アブストラクト

Diffusion-based vision-language-action (VLA) models cascade pretrained vision-language models (VLMs) with diffusion action experts, but typically restrict the VLM to providing static conditioning. This separation limits how much pretrained perception and reasoning can guide action generation, especially in out-of-distribution settings. We introduce JADE, a Joint Action DEnoiser that enables the VLM and action expert to jointly refine actions. Our key insight is that structured action latents allow the VLM to read the current noisy action together with visual observations and language instructions. At every denoising step, the VLM contextualizes the noisy action and guides the action expert through gated cross-attention, so that its guidance evolves with the action being generated. We further supervise the VLM to recover clean action latents from noisy ones, which gives it a direct action-learning signal and couples perception with control. Additionally, joint denoising enables JADE to generate actions with fewer sampling steps, helping offset the additional cost of VLM participation. An adaptive step-size schedule further balances task performance and inference latency. On RoboDojo, JADE achieves an average success rate of 12.67%, the highest among the evaluated $π_{0.5}$-based methods, and is competitive with recent VLA and WAM foundation models pretrained at scale. It also improves performance on RoboTwin 2.0 and raises the average success rate across four real-world bimanual tasks by 20.8 percentage points compared with $π_{0.5}$.

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PR本紙発行元 EmplifAI