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VLAarXiv:2506.01953

Fast-in-Slow:高速操作と低速推論を統合するデュアルシステム基盤モデル

Fast-in-Slow: A Dual-System Foundation Model Unifying Fast Manipulation within Slow Reasoning

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VLMベースの推論システムに実行モジュールを部分的にパラメータ共有して組み込み、高速かつ精密なロボット操作を実現する統合型VLAモデルを提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ロボット操作のための統合型 dual-system VLA モデル「Fast-in-Slow (FiS)」 - System 2: VLM ベースの高レベル推論を担う - System 1: 実時間制御を担う実行モジュール - System 1 を System 2 の内部に埋め込み、パラメータを部分的に共有する統合アーキテクチャ - 高速かつ精密な manipulation を単一の foundation model で実現することを狙う

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の dual-system 手法は System 1 と System 2 を別々のモデルとして保持 - そのため System 1 が VLM ベース System 2 の豊富な pretrained knowledge を活かせない - FiS は両者を単一モデルに統合し parameter を部分的に共有 - System 1 が System 2 の pretrained 知識を活用可能 - 単一 foundation model 内で推論と実行の協調が可能 - 平均成功率で simulation 8%、real-world 11% 向上、117.7 Hz の制御周波数を達成

3. 技術・手法の肝は?

- System 1 実行モジュールを VLM ベース System 2 に部分的 parameter 共有で埋め込む統合 dual-system VLA - 役割の違いに応じた設計 - 異種 modality 入力 (heterogeneous modality inputs) - 非同期動作周波数 (asynchronous operating frequencies) - dual-aware co-training 戦略 - System 1 に action generation 能力を付与 - System 2 の contextual reasoning representation を保持

4. どうやって有効だと検証した?

- simulation および real-world タスクで評価 - 平均成功率で prior state-of-the-art を simulation で 8%、real-world で 11% 上回る - action chunk を 8 に設定し 117.7 Hz の制御周波数を達成 - 詳細な実験設定は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 要旨からは不明 - 明示されているのは parameter 共有による統合の利点と性能向上、高制御周波数の達成まで

6. 次に読むべき論文は?

- Kahneman の理論に着想を得た既存 dual-system 手法 (VLM-based System 2 + separate System 1 action model) - VLM ベースの foundation policy (internet-scale pretrained VLM を用いる manipulation policy) - vision-language-action (VLA) モデル全般 - 詳細な比較対象は要旨からは不明

※ 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: Hao Chen, Jiaming Liu, Chenyang Gu, Zhuoyang Liu, Renrui Zhang, Xiaoqi Li, Xiao He, Yandong Guo, Chi-Wing Fu, Shanghang Zhang, Pheng-Ann Heng

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Generalized policy and execution efficiency constitute the two critical challenges in robotic manipulation. While recent foundation policies benefit from the common-sense reasoning capabilities of internet-scale pretrained vision-language models (VLMs), they often suffer from low execution frequency. To mitigate this dilemma, dual-system approaches, inspired by Kahneman's theory, have been proposed to leverage a VLM-based System 2 model handling high-level reasoning and a separate System 1 action model ensuring real-time control. However, existing designs maintain both systems as separate models, limiting System 1 from fully leveraging the rich pretrained knowledge from the VLM-based System 2. In this work, we propose Fast-in-Slow (FiS), a unified dual-system vision-language-action (VLA) model that embeds the System 1 execution module within the VLM-based System 2 by partially sharing parameters. This innovative paradigm not only enables high-frequency execution in System 1 but also facilitates coordination between the reasoning and execution components within a single foundation model of System 2. Given their fundamentally distinct roles within FiS-VLA, we design the two systems to incorporate heterogeneous modality inputs alongside asynchronous operating frequencies, enabling both fast and precise manipulation. To enable coordination between the two systems, a dual-aware co-training strategy is proposed that equips System 1 with action generation capabilities while preserving System 2's contextual reasoning representation. For evaluation, FiS-VLA outperforms previous state-of-the-art methods by 8% in simulation and 11% in real-world tasks in terms of average success rate, while achieving a 117.7 Hz control frequency with action chunk set to eight. Project web page: fast-in-slow.github.io.

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