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VLAarXiv:2511.02776

XR-1: 統合視覚運動表現の学習による汎用視覚-言語-行動モデル

XR-1: Towards Versatile Vision-Language-Action Models via Learning Unified Vision-Motion Representations

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視覚ダイナミクスとロボット運動を統合した離散潜在表現UVMCを二枝VQ-VAEで学習し、異種ロボットデータを横断する汎用VLAモデルXR-1を三段階学習で構築した研究。

詳しい要約

1. どんなもの?

- XR-1(X Robotic Model 1)は、多様なロボット・タスク・環境にまたがる汎用かつスケーラブルな VLA(vision-language-action)学習フレームワーク - 高次元観測から精密な低レベル行動を生成する課題と、異種データ源(多様な embodiment や human demonstrations)間の domain gap を扱う - 中核は Unified Vision-Motion Codes (UVMC) と呼ぶ離散潜在表現 - 3段階の学習パラダイムを提案し、実機で大規模検証している - 要旨からは不明な詳細(モデル規模・公開範囲など)は不明

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存 VLA は視覚 dynamics かロボット行動のいずれかから latent variable を符号化し、大規模異種データの相補的なマルチモーダル知識を活かしきれていなかった - XR-1 は UVMC により視覚 dynamics と motion を統合し、観測と行動の間の intermediate representation として機能させる点が新しい - 異種データ源のマルチモーダル dynamics 情報を整列させ、相補的知識を獲得できるとする - 実機で π0.5、π0、RDT、UniVLA、GR00T-N1.5 などの SOTA baseline を一貫して上回ったと報告

3. 技術・手法の肝は?

- Unified Vision-Motion Codes (UVMC):dual-branch VQ-VAE により視覚 dynamics とロボット motion を jointly に符号化する離散潜在表現 - UVMC を観測と行動の間の intermediate representation として用いる - 異種データ源のマルチモーダル dynamics 情報を整列させる役割を持つ - 3段階学習:(i) self-supervised な UVMC 学習、(ii) 大規模 cross-embodiment ロボットデータでの UVMC-guided pretraining、(iii) タスク固有の post-training - 各段階の具体的ハイパーパラメータやアーキテクチャ詳細は要旨からは不明

4. どうやって有効だと検証した?

- 6種類の異なる robot embodiments、120以上の多様な manipulation タスクにわたり、14,000以上の実機 rollout を含む広範な real-world 実験で検証 - π0.5、π0、RDT、UniVLA、GR00T-N1.5 などの SOTA baseline と比較し、一貫して上回る性能を報告 - 新規物体、背景変化、distractors、照明変化への強い generalization を示した - 具体的な評価指標・タスク内訳・統計的詳細は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 異種データの domain gap と低レベル行動生成の難しさに対し、UVMC が有効な中間表現になり得ることを示唆 - 大規模 cross-embodiment データと human demonstrations の相補的活用が性能に寄与する可能性を議論 - 一方で、失敗事例、限界、計算コスト、UVMC の離散化に伴う情報損失などの詳細な議論は要旨からは不明 - 実機 14,000 rollout という規模の検証は主張の強みだが、詳細な分析は本文参照が必要

6. 次に読むべき論文は?

- π0.5、π0(π0 系 VLA) - RDT - UniVLA - GR00T-N1.5 - VQ-VAE および dual-branch VQ-VAE 系の離散潜在表現研究 - cross-embodiment ロボット学習や human demonstration 活用に関する VLA 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: Shichao Fan, Kun Wu, Zhengping Che, Xinhua Wang, Di Wu, Fei Liao, Ning Liu, Yixue Zhang, Zhen Zhao, Zhiyuan Xu, Meng Li, Qingjie Liu, Shanghang Zhang, Min Wan, Jian Tang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Recent progress in large-scale robotic datasets and vision-language models (VLMs) has advanced research on vision-language-action (VLA) models. However, existing VLA models still face two fundamental challenges: (i) producing precise low-level actions from high-dimensional observations, (ii) bridging domain gaps across heterogeneous data sources, including diverse robot embodiments and human demonstrations. Existing methods often encode latent variables from either visual dynamics or robotic actions to guide policy learning, but they fail to fully exploit the complementary multi-modal knowledge present in large-scale, heterogeneous datasets. In this work, we present X Robotic Model 1 (XR-1), a novel framework for versatile and scalable VLA learning across diverse robots, tasks, and environments. XR-1 introduces the \emph{Unified Vision-Motion Codes (UVMC)}, a discrete latent representation learned via a dual-branch VQ-VAE that jointly encodes visual dynamics and robotic motion. UVMC addresses these challenges by (i) serving as an intermediate representation between the observations and actions, and (ii) aligning multimodal dynamic information from heterogeneous data sources to capture complementary knowledge. To effectively exploit UVMC, we propose a three-stage training paradigm: (i) self-supervised UVMC learning, (ii) UVMC-guided pretraining on large-scale cross-embodiment robotic datasets, and (iii) task-specific post-training. We validate XR-1 through extensive real-world experiments with more than 14,000 rollouts on six different robot embodiments, spanning over 120 diverse manipulation tasks. XR-1 consistently outperforms state-of-the-art baselines such as $\pi_{0.5}$, $\pi_0$, RDT, UniVLA, and GR00T-N1.5 while demonstrating strong generalization to novel objects, background variations, distractors, and illumination changes. Our project is at https://xr-1-vla.github.io/.

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