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VLAarXiv:2510.09667

OmniSAT: コンパクトな行動トークンによる高速自己回帰VLA

OmniSAT: Compact Action Token, Faster Auto Regression

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行動をBスプライン符号化と多段残差量子化で圧縮トークン化し、自己回帰型VLAの系列長を6.8倍短縮して学習効率を高める手法を提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- Vision-Language-Action (VLA) モデル向けの新しい action tokenizer「OmniSAT (Omni Swift Action Tokenizer)」を提案する研究。 - action chunk が長く高次元な系列になる問題に対し、compact で transferable な離散 action 表現を学習する。 - 圧縮された discrete token により auto-regressive (AR) モデルの学習系列長短縮と target entropy 低減を狙う。 - 大規模データセット Droid で事前学習し、実ロボット・シミュレーション実験で評価。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存 VLA は diffusion-based と auto-regressive (AR) に大別され、AR は効率的最適化と柔軟な系列構築が利点。 - 従来の AR 効率化では entropy-guided や token-frequency 手法で系列長を短縮していたが、poor reconstruction や inefficient compression に悩んでいた。 - OmniSAT は圧縮率を高めつつ reconstruction quality を保ち、AR 学習の収束を速めモデル性能も向上させる点が先行研究と異なる。

3. 技術・手法の肝は?

- まず value ranges と temporal horizons を正規化し、B-Spline encoding で一貫した表現を得る。 - position, rotation, gripper の各 subspace に対し multi-stage residual quantization を適用。 - 各部位について coarse-to-fine granularity の圧縮 discrete token を生成する。 - 大規模データセット Droid で事前学習し、compact で transferable な action representation を獲得。 - 統一された action-pattern space 上で robot と human の demonstrations を併用する cross-embodiment learning 戦略も開発。

4. どうやって有効だと検証した?

- 大規模データセット Droid での事前学習により、学習系列を 6.8× 短縮し target entropy を低下させたと報告。 - 多様な実ロボット実験およびシミュレーション実験で評価。 - 高い圧縮率を保ちながら reconstruction quality を維持し、AR 学習の収束高速化とモデル性能向上を確認。 - 詳細なベースライン比較や指標の数値は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- 圧縮と reconstruction quality の両立、AR 学習効率と性能向上が主張されている。 - cross-embodiment learning により heterogeneous egocentric videos からの scalable auxiliary supervision が可能とされる。 - 具体的な限界、失敗事例、計算コスト、汎化性に関する議論は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で直接参照/比較されている prior work: entropy-guided および token-frequency による系列短縮手法。 - 関連手法として diffusion-based VLA と auto-regressive (AR) VLA の比較研究。 - 事前学習データセット Droid を用いた VLA 研究。 - cross-embodiment learning や egocentric videos を用いたロボット学習の関連研究。

※ 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: Huaihai Lyu, Chaofan Chen, Senwei Xie, Pengwei Wang, Xiansheng Chen, Shanghang Zhang, Changsheng Xu

分類: cs.CV, cs.RO

原文アブストラクト

Existing Vision-Language-Action (VLA) models can be broadly categorized into diffusion-based and auto-regressive (AR) approaches: diffusion models capture continuous action distributions but rely on computationally heavy iterative denoising. In contrast, AR models enable efficient optimization and flexible sequence construction, making them better suited for large-scale pretraining. To further improve AR efficiency, particularly when action chunks induce extended and high-dimensional sequences, prior work applies entropy-guided and token-frequency techniques to shorten the sequence length. However, such compression struggled with \textit{poor reconstruction or inefficient compression}. Motivated by this, we introduce an Omni Swift Action Tokenizer, which learns a compact, transferable action representation. Specifically, we first normalize value ranges and temporal horizons to obtain a consistent representation with B-Spline encoding. Then, we apply multi-stage residual quantization to the position, rotation, and gripper subspaces, producing compressed discrete tokens with coarse-to-fine granularity for each part. After pre-training on the large-scale dataset Droid, the resulting discrete tokenization shortens the training sequence by 6.8$\times$, and lowers the target entropy. To further explore the potential of OmniSAT, we develop a cross-embodiment learning strategy that builds on the unified action-pattern space and jointly leverages robot and human demonstrations. It enables scalable auxiliary supervision from heterogeneous egocentric videos. Across diverse real-robot and simulation experiments, OmniSAT encompasses higher compression while preserving reconstruction quality, enabling faster AR training convergence and model performance.

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