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VLAarXiv:2601.08665

VLingNav: 適応的推論と視覚支援言語記憶による身体性ナビゲーション

VLingNav: Embodied Navigation with Adaptive Reasoning and Visual-Assisted Linguistic Memory

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人間の二重過程理論に着想を得た適応的Chain-of-Thoughtと視覚支援言語記憶を備えたVLAナビゲーションモデルを提案し、長期的タスクにおける推論と記憶を強化した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- VLAモデルを基盤としたembodied navigationの新手法VLingNavを提案。 - 言語駆動型認知に基づき、adaptive chain-of-thoughtとvisual-assisted linguistic memoryを統合。 - 長期的なナビゲーションタスクにおける明示的推論と持続的記憶の欠如を解決。 - 大規模データセットNav-AdaCoT-2.9Mとオンライン強化学習を活用。 - 広範なベンチマークでSOTAを達成し、実世界ロボットへのゼロショット転移も実現。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存のVLAモデルは観測から行動への反応的マッピングに依存し、明示的推論や持続的記憶が不足。 - VLingNavはadaptive chain-of-thoughtにより必要な時のみ推論を起動し、高速直感と低速熟考を切替可能。 - visual-assisted linguistic memoryで長期的空間依存を処理し、過去の観測を想起して重複探索を防止。 - 最大規模の推論注釈付きナビゲーションデータセットNav-AdaCoT-2.9Mを構築。 - オンライン専門家誘導強化学習により模倣学習を超え、より堅牢な自己探索行動を獲得。

3. 技術・手法の肝は?

- 二重過程理論に触発されたadaptive chain-of-thought:必要な時のみ明示的推論を動的にトリガー。 - visual-assisted linguistic memoryモジュール:持続的でクロスモーダルな意味記憶を構築し、過去観測を想起。 - Nav-AdaCoT-2.9M:adaptive CoT注釈を含む最大のembodied navigationデータセット。 - オンライン専門家誘導強化学習段階を組み込み、模倣学習を超える。 - これらを統合したVLAモデルで、知覚と計画を統一。

4. どうやって有効だと検証した?

- 広範なembodied navigationベンチマークで実験を実施。 - VLingNavがstate-of-the-art性能を達成することを示した。 - 実世界ロボットプラットフォームへのゼロショット転移を実証。 - 様々なナビゲーションタスクを実行し、クロスドメイン・クロスタスク汎化性能を確認。 - 具体的なベンチマーク名や評価指標は要旨からは不明。

5. 議論はある?

- 既存VLAモデルの反応的マッピングの限界を指摘し、明示的推論と持続的記憶の重要性を議論。 - adaptive chain-of-thoughtの動的トリガーが計算効率と性能のバランスに寄与する可能性。 - visual-assisted linguistic memoryが長期的空間依存と動的環境への適応に有効であると主張。 - オンライン強化学習が模倣学習の限界を超えることを示唆。 - 具体的な限界や今後の課題については要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究:VLAモデル、adaptive chain-of-thought、visual-assisted linguistic memory、Nav-AdaCoT-2.9M、オンライン専門家誘導強化学習。 - 関連手法:embodied navigation、VLM、強化学習、模倣学習。 - 同分野の定番:Habitat、AI2-THOR、Matterport3Dなどのナビゲーションベンチマーク。 - 具体的な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: Shaoan Wang, Yuanfei Luo, Xingyu Chen, Aocheng Luo, Dongyue Li, Chang Liu, Sheng Chen, Yangang Zhang, Junzhi Yu

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

VLA models have shown promising potential in embodied navigation by unifying perception and planning while inheriting the strong generalization abilities of large VLMs. However, most existing VLA models rely on reactive mappings directly from observations to actions, lacking the explicit reasoning capabilities and persistent memory required for complex, long-horizon navigation tasks. To address these challenges, we propose VLingNav, a VLA model for embodied navigation grounded in linguistic-driven cognition. First, inspired by the dual-process theory of human cognition, we introduce an adaptive chain-of-thought mechanism, which dynamically triggers explicit reasoning only when necessary, enabling the agent to fluidly switch between fast, intuitive execution and slow, deliberate planning. Second, to handle long-horizon spatial dependencies, we develop a visual-assisted linguistic memory module that constructs a persistent, cross-modal semantic memory, enabling the agent to recall past observations to prevent repetitive exploration and infer movement trends for dynamic environments. For the training recipe, we construct Nav-AdaCoT-2.9M, the largest embodied navigation dataset with reasoning annotations to date, enriched with adaptive CoT annotations that induce a reasoning paradigm capable of adjusting both when to think and what to think about. Moreover, we incorporate an online expert-guided reinforcement learning stage, enabling the model to surpass pure imitation learning and to acquire more robust, self-explored navigation behaviors. Extensive experiments demonstrate that VLingNav achieves state-of-the-art performance across a wide range of embodied navigation benchmarks. Notably, VLingNav transfers to real-world robotic platforms in a zero-shot manner, executing various navigation tasks and demonstrating strong cross-domain and cross-task generalization.

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