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VLAarXiv:2509.11197

DreamNav: 軌道ベースの想像フレームワークによるゼロショット視覚言語ナビゲーション

DreamNav: A Trajectory-Based Imaginative Framework for Zero-Shot Vision-and-Language Navigation

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自己中心視点のみを用いて、軌道レベル計画と能動的想像を統合したゼロショット視覚言語ナビゲーション手法を提案し、VLN-CEと実世界でSOTAを達成した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 連続環境における Vision-and-Language Navigation (VLN-CE) のための zero-shot フレームワーク DreamNav の提案。 - 言語指示を実世界の知覚・制御に結びつける embodied robot の中核能力を対象とする。 - 大規模 pretrained foundation models を shared prior として用い、タスク固有学習なしで動作する zero-shot VLN を目指す。 - 三人称など追加情報に頼らず egocentric 入力のみで動作する点を特徴とする。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存 zero-shot VLN は高コストな知覚と受動的な scene understanding に依存し、制御が point-level の選択に縮退していた。 - その結果、deploy コストが高く、action semantics の不整合、planning の短視眼的傾向という課題があった。 - DreamNav は trajectory-level planning と active imagination を egocentric 入力のみで統合した初の zero-shot VLN 手法と主張。 - VLN-CE と実世界テストで zero-shot SOTA を更新し、追加情報を持つ最強の egocentric baseline に対し SR で最大 7.49%、SPL で最大 18.15% 上回る。

3. 技術・手法の肝は?

- EgoView Corrector: 視点を整え egocentric perception を安定化し、sensory cost を削減する。 - Trajectory Predictor: point-level action ではなく global な trajectory-level planning を行い、指示の semantics との整合を図る。 - Imagination Predictor: agent に proactive thinking 能力を与え、anticipatory かつ long-horizon な planning を可能にする。 - これら3要素を組み合わせ、egocentric 入力のみで trajectory-level planning と active imagination を統合する構成。

4. どうやって有効だと検証した?

- VLN-CE ベンチマークと実世界テストの両方で評価を実施。 - zero-shot SOTA を達成し、追加情報を用いる最強の egocentric baseline と比較して SR 最大 7.49%、SPL 最大 18.15% の改善を報告。 - 評価指標として SR と SPL を使用。 - 各コンポーネントの個別 ablation の詳細は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- 既存手法の高コスト知覚・受動的理解・point-level 制御・短視眼的 planning という課題を明示的に動機づけとしている。 - trajectory-level planning と active imagination の統合が egocentric 入力のみで可能である点を新規性として主張。 - 限界や失敗事例、計算コストの詳細な議論は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 比較対象として言及される egocentric baseline や、追加情報を用いる zero-shot VLN 手法(具体的名称は要旨からは不明)。 - 背景となる VLN-CE ベンチマークおよび大規模 pretrained foundation models を用いた zero-shot VLN の関連研究。 - 同分野の定番として、zero-shot VLN における LLM/VLM ベースの planning 手法や trajectory-level navigation 研究を参照するとよい。

※ 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: Yunheng Wang, Yuetong Fang, Taowen Wang, Yixiao Feng, Yawen Tan, Shuning Zhang, Peiran Liu, Yiding Ji, Renjing Xu

分類: cs.RO, cs.AI, cs.CL, cs.CV

原文アブストラクト

Vision-and-Language Navigation in Continuous Environments (VLN-CE), which links language instructions to perception and control in the real world, is a core capability of embodied robots. Recently, large-scale pretrained foundation models have been leveraged as shared priors for perception, reasoning, and action, enabling zero-shot VLN without task-specific training. However, existing zero-shot VLN methods depend on costly perception and passive scene understanding, collapsing control to point-level choices. As a result, they are expensive to deploy, misaligned in action semantics, and short-sighted in planning. To address these issues, we present DreamNav that focuses on the following three aspects: (1) for reducing sensory cost, our EgoView Corrector aligns viewpoints and stabilizes egocentric perception; (2) instead of point-level actions, our Trajectory Predictor favors global trajectory-level planning to better align with instruction semantics; and (3) to enable anticipatory and long-horizon planning, we propose an Imagination Predictor to endow the agent with proactive thinking capability. On VLN-CE and real-world tests, DreamNav sets a new zero-shot state-of-the-art (SOTA), outperforming the strongest egocentric baseline with extra information by up to 7.49\% and 18.15\% in terms of SR and SPL metrics. To our knowledge, this is the first zero-shot VLN method to unify trajectory-level planning and active imagination while using only egocentric inputs.

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