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VLAarXiv:2511.01571

PixelVLA:視覚言語行動モデルにおけるピクセルレベル理解の推進

PixelVLA: Advancing Pixel-level Understanding in Vision-Language-Action Model

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ピクセル単位のシーン理解とテキスト・画像のマルチモーダル指示に対応したVLAモデルを提案し、大規模ピクセル注釈データセットで学習することで、低コストながら操作成功率を大幅に向上させた。

詳しい要約

1. どんなもの?

- Vision-Language-Action models (VLAs) の新しいモデル PixelVLA を提案 - pixel-level の scene understanding と、text と visual の multimodal prompting の両方をサポートする初の VLA - visuomotor instruction tuning framework に基づく - multiscale pixel-aware encoder と visual prompt-aware encoder を統合 - Pixel-160K という pixel-level annotation 付き大規模データセットも構築

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存 VLAs は大規模 image-text-action データで学習されるが、pixel-level 理解が弱く textual prompts に強く依存 - PixelVLA は pixel-level reasoning と multimodal prompting を両立 - 3つの標準 VLA benchmark と2つの VLA model variant で、OpenVLA 比で manipulation success rate が 10.1%-28.7% 向上 - 事前学習コストは OpenVLA のわずか 1.5% で済む

3. 技術・手法の肝は?

- visuomotor instruction tuning framework を新規に構築 - multiscale pixel-aware encoder を導入し pixel-level の scene understanding を実現 - visual prompt-aware encoder により text と visual の multimodal prompting に対応 - two-stage automated annotation pipeline を提案し、既存 robot data から Pixel-160K を生成

4. どうやって有効だと検証した?

- 3つの標準 VLA benchmark で評価 - 2つの VLA model variant に統合して検証 - OpenVLA との比較で manipulation success rate が 10.1%-28.7% 改善 - 事前学習コストが OpenVLA の 1.5% であることを示す

5. 議論はある?

- 既存 VLAs に統合可能で、複雑環境でのより正確・効率的・多用途な robot control を実現できると主張 - pixel-level annotation を既存 robot data から自動生成する pipeline の有効性を示唆 - 具体的な限界や失敗ケース、汎化性の議論は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- OpenVLA(比較対象のベースライン VLA) - 標準 VLA benchmark として用いられた手法・データセット(具体名は要旨からは不明) - pixel-level scene understanding や visual prompting に関する関連研究(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: Wenqi Liang, Gan Sun, Yao He, Jiahua Dong, Suyan Dai, Ivan Laptev, Salman Khan, Yang Cong

分類: cs.CV, cs.RO

原文アブストラクト

Vision-Language-Action models (VLAs) are emerging as powerful tools for learning generalizable visuomotor control policies. However, current VLAs are mostly trained on large-scale image-text-action data and remain limited in two key ways: (i) they struggle with pixel-level scene understanding, and (ii) they rely heavily on textual prompts, which reduces their flexibility in real-world settings. To address these challenges, we introduce PixelVLA, the first VLA model designed to support both pixel-level reasoning and multimodal prompting with text and visual inputs. Our approach is built on a new visuomotor instruction tuning framework that integrates a multiscale pixel-aware encoder with a visual promptaware encoder. To train PixelVLA effectively, we further propose a two-stage automated annotation pipeline that generates Pixel-160K, a large-scale dataset with pixel-level annotations derived from existing robot data. Experiments on three standard VLA benchmarks and two VLA model variants show that PixelVLA improves manipulation success rates by 10.1%-28.7% over OpenVLA, while requiring only 1.5% of its pretraining cost. These results demonstrate that PixelVLA can be integrated into existing VLAs to enable more accurate, efficient, and versatile robot control in complex environments.

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