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VLAarXiv:2510.17801

RoboBench:マルチモーダル大規模言語モデルを身体化脳として評価する包括的ベンチマーク

Robobench: A Comprehensive Evaluation Benchmark for Multimodal Large Language Models as Embodied Brain

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マニピュレーションの意思決定を担う「身体化脳」としてのマルチモーダルLLMを、指示理解・知覚推論・汎化計画・アフォーダンス予測・失敗分析の5次元で評価するベンチマークを提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 概要 - MLLMsをembodied brain(System 2の認知コア)として評価するベンチマークRoboBenchを提案 - 対象はmanipulationにおける意思決定 - 構成 - 5次元: Instruction Comprehension, Perception Reasoning, Generalized Planning, Affordance Prediction, Failure Analysis - 14 capabilities、25 tasks、6,092 QA pairs - データ - 大規模実ロボットデータとin-house収集を利用 - 多様なembodiments、属性豊富な物体、multi-view scenes、memory-driven navigationを含む

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 先行ベンチマークの課題 - 主に実行成功率を測る、または高次認知・タスク現実性の限られた側面のみを扱う - 本研究の違い - embodied brainの高次認知を多次元で直接評価 - 実ロボットデータ由来で現実性を高める - planning評価にMLLM-as-world-simulatorを導入し、symbolic matchingより忠実にlong-horizon reasoningを評価 - 位置づけ - 実行結果ではなく認知能力の定量化に焦点を置く点が新規

3. 技術・手法の肝は?

- 評価設計 - 5次元・14 capabilities・25 tasks・6,092 QA pairsの階層的ベンチマーク - 現実性確保 - 大規模実ロボットデータとin-house収集を統合 - 多様なembodiments、属性豊富な物体、multi-view scenes、memory-driven navigationを包含 - planning評価 - MLLM-as-world-simulator frameworkを導入 - 予測planが物理・視覚制約下で重要なobject-state changesを達成できるかを評価 - 分析 - embodied cognitive abilitiesと下流のrobotic controlの関係を分析

4. どうやって有効だと検証した?

- モデル評価 - 18 state-of-the-art MLLMsをRoboBenchで評価 - 観察された限界 - implicit instruction understanding - spatiotemporal reasoning - cross-scenario planning - fine-grained affordance understanding - failure diagnosis - 追加検証 - embodied cognitive abilitiesと下流robotic controlの関係を分析 - 注記 - 具体的なベースライン比較や統計的検証の詳細は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 示唆 - 最先端MLLMsにもembodied brainとしての複数の認知限界が持続 - 高次認知の定量化が次世代MLLMsのrobotic intelligence向上に有用 - 議論点 - MLLM-as-world-simulatorによるplan評価の妥当性 - 認知能力と下流制御の関係性 - 制約 - 具体的な議論・限界の詳細は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で直接参照/比較された研究は明示されていない - 関連して読むべき候補 - dual-system paradigm(System 1/System 2)に関する研究 - MLLM-as-world-simulator関連研究 - embodied brain / high-level cognition評価ベンチマーク - robotic manipulationのplanning・affordance prediction・failure analysis研究 - 注記 - 個別論文名は要旨からは不明

※ 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: Yulin Luo, Chun-Kai Fan, Menghang Dong, Jiayu Shi, Xiangju Mi, Mengdi Zhao, Bo-Wen Zhang, Cheng Chi, Jiaming Liu, Gaole Dai, Rongyu Zhang, Ruichuan An, Kun Wu, Zhengping Che, Shaoxuan Xie, Guocai Yao, Zhongxia Zhao, Pengwei Wang, Guang Liu, Zhongyuan Wang, Tiejun Huang, Shanghang Zhang

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Building robots that can perceive, reason, and act in dynamic, unstructured environments remains a central challenge. Recent embodied systems often follow a dual-system paradigm, where System 2 performs high-level reasoning and System 1 handles low-level control. We refer to System 2 as the embodied brain, the cognitive core for decision-making in manipulation. Although evaluating this embodied brain is crucial, existing benchmarks mainly measure execution success or cover only limited aspects of high-level cognition and task realism. We introduce RoboBench, a benchmark for evaluating multimodal large language models (MLLMs) as embodied brains. RoboBench covers five dimensions: Instruction Comprehension, Perception Reasoning, Generalized Planning, Affordance Prediction, and Failure Analysis. It spans 14 capabilities, 25 tasks, and 6,092 QA pairs. To improve realism, it draws from large-scale real robotic data and in-house collection across diverse embodiments, attribute-rich objects, multi-view scenes, and memory-driven navigation. For planning, RoboBench introduces an MLLM-as-world-simulator framework that assesses whether predicted plans can achieve critical object-state changes under physical and visual constraints, enabling more faithful evaluation of long-horizon reasoning than symbolic matching. Experiments on 18 state-of-the-art MLLMs reveal persistent limitations in implicit instruction understanding, spatiotemporal reasoning, cross-scenario planning, fine-grained affordance understanding, and failure diagnosis. We further analyze how embodied cognitive abilities relate to downstream robotic control. RoboBench offers a comprehensive scaffold for quantifying high-level cognition and guiding next-generation MLLMs toward more robust robotic intelligence.

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