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VLAarXiv:2511.06754

SlotVLA: ロボットマニピュレーションにおける物体関係表現のモデリング

SlotVLA: Towards Modeling of Object-Relation Representations in Robotic Manipulation

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物体中心・物体関係表現を用いたスロットアテンション型VLAフレームワークを提案し、物体注釈付きベンチマークLIBERO+を構築した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 物体とその関係を離散的に推論する人間の認知に着想を得た、object-centric/object-relation表現に基づくマルチタスクロボット操作の研究 - 貢献は2つ - LIBERO+: object-relation推論を評価するためのfine-grainedベンチマークデータセット - SlotVLA: slot-attentionベースのvisuomotor制御フレームワーク - 目的は、密な埋め込みに依存せず、構造化・効率的・解釈可能な操作制御の基盤を示すこと

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存のマルチタスクモデルはobjectとbackgroundの手がかりが絡み合ったdense embeddingsに依存し、効率性と解釈性に懸念がある - 本研究はobject-relation-centric表現を採用し、より構造化・効率的・説明可能なvisuomotor制御を目指す点が異なる - データ面では、LIBERO+がbox/maskレベルのラベルとinstance-level temporal trackingを含むobject-centricアノテーションを提供する点で先行データセットと異なる - 実験ではobject-centric slot/object-relation slot表現が視覚トークン数を大幅に削減しつつ競争力のある汎化を示す

3. 技術・手法の肝は?

- SlotVLAはslot-attentionベースのフレームワークで、物体とその関係を捉えてaction decodingを行う - 構成要素は3つ - slot-based visual tokenizer: 時間的に一貫した物体表現を維持 - relation-centric decoder: タスクに関連する埋め込みを生成 - LLM-driven module: これらの埋め込みを実行可能なactionへ変換 - 全体として、密な視覚トークンではなくコンパクトなobject/object-relation表現を介して行動を生成する設計

4. どうやって有効だと検証した?

- LIBERO+上での実験により評価 - object-centric slotおよびobject-relation slot表現が、必要な視覚トークン数を大幅に削減することを示した - 同時に競争力のある汎化性能を提供することを確認 - 具体的なベースライン比較や指標の詳細は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 効率性と解釈性の両面でobject-relation-centric表現の有効性を主張 - 密な埋め込みのentanglement問題に対する代替としての可能性を示唆 - 限界・失敗事例・計算コストの詳細な議論は要旨からは不明 - LIBERO+のアノテーション品質やスケールに関する議論も要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- LIBERO+の基となったLIBERO(関連データセット/ベンチマーク) - slot-attentionを用いたobject-centric表現学習(Slot Attention系の研究) - LLMを行動生成に用いるvisuomotor/robotic manipulation手法(LLM-driven action decoding関連) - object-centric表現を用いたロボット操作の先行研究 - 密な埋め込みに基づくマルチタスク操作モデル(比較対象となる既存手法)

※ 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: Taisei Hanyu, Nhat Chung, Huy Le, Toan Nguyen, Yuki Ikebe, Anthony Gunderman, Duy Nguyen Ho Minh, Khoa Vo, Tung Kieu, Kashu Yamazaki, Chase Rainwater, Anh Nguyen, Ngan Le

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Inspired by how humans reason over discrete objects and their relationships, we explore whether compact object-centric and object-relation representations can form a foundation for multitask robotic manipulation. Most existing robotic multitask models rely on dense embeddings that entangle both object and background cues, raising concerns about both efficiency and interpretability. In contrast, we study object-relation-centric representations as a pathway to more structured, efficient, and explainable visuomotor control. Our contributions are two-fold. First, we introduce LIBERO+, a fine-grained benchmark dataset designed to enable and evaluate object-relation reasoning in robotic manipulation. Unlike prior datasets, LIBERO+ provides object-centric annotations that enrich demonstrations with box- and mask-level labels as well as instance-level temporal tracking, supporting compact and interpretable visuomotor representations. Second, we propose SlotVLA, a slot-attention-based framework that captures both objects and their relations for action decoding. It uses a slot-based visual tokenizer to maintain consistent temporal object representations, a relation-centric decoder to produce task-relevant embeddings, and an LLM-driven module that translates these embeddings into executable actions. Experiments on LIBERO+ demonstrate that object-centric slot and object-relation slot representations drastically reduce the number of required visual tokens, while providing competitive generalization. Together, LIBERO+ and SlotVLA provide a compact, interpretable, and effective foundation for advancing object-relation-centric robotic manipulation.

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