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VLAarXiv:2601.14945

TIDAL: 拡散と行動の時間的インターリーブループによる高頻度VLA制御

TIDAL: Temporally Interleaved Diffusion and Action Loop for High-Frequency VLA Control

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拡散ベースVLAの推論遅延を解消するため、低頻度の意味推論と高頻度の行動生成を分離・交互実行する階層フレームワークを提案し、動的環境での追従性能を向上させた。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 大規模VLAモデルの高推論遅延を解決する階層フレームワークTIDALを提案。 - 低頻度のマクロ意図ループと高頻度のマイクロ制御ループを分離。 - 拡散ベースVLAのバックボーン非依存モジュールとして動作。 - エッジハードウェアで約9Hzの制御更新を実現(ベースラインは約2.4Hz)。 - 動的環境での実行盲点を解消し、動的インターセプトタスクで2倍の性能向上。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のVLAは低頻度バッチ実行パラダイムに限定され、動的環境で失敗。 - TIDALはフィードバック周波数を4倍に増やし、静的タスクでわずかな回帰があるものの動的タスクで2倍の性能。 - セマンティック埋め込みの有効地平をネイティブアクションチャンクサイズを超えて拡張。 - システムレベルの最適化と直交するアーキテクチャ設計。

3. 技術・手法の肝は?

- 二重周波数アーキテクチャ:低頻度マクロ意図ループがセマンティック埋め込みをキャッシュ。 - 高頻度マイクロ制御ループが単一ステップフロー積分と実行を交互に行う。 - 時間的にずれた訓練戦略:古いセマンティック意図とリアルタイム固有受容感覚を用いて予測補償を学習。 - 速度に対する静的視覚エンコーダの鈍感さに対処するため、微分運動予測器を導入。

4. どうやって有効だと検証した?

- 動的インターセプトタスクで実験を実施。 - オープンループベースラインと比較して2倍の性能向上を確認。 - 静的タスクではわずかな回帰があるが、フィードバック周波数が4倍に増加。 - 非一時停止推論プロトコル下で、標準ベースラインが遅延で失敗する状況でもTIDALは堅牢。

5. 議論はある?

- 静的タスクでのわずかな性能回帰が議論の余地。 - 遅延シフトに対処するための時間的ずれ訓練戦略の有効性。 - 微分運動予測器の導入が速度感度を改善。 - アーキテクチャ設計によりシステム最適化と直交。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究:オープンループベースライン、拡散ベースVLA。 - 関連手法:Large-scale Vision-Language-Action (VLA) models、diffusion-based VLAs。 - 同分野の定番:Vision-Language-Action models、diffusion policy。

※ 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: Yuteng Sun, Haoran Wang, Ruofei Bai, Zhengguo Li, Jun Li, Meng Yee Michael Chuah, Wei Yun Yau

分類: cs.RO, cs.AI

原文アブストラクト

Large-scale Vision-Language-Action (VLA) models offer semantic generalization but suffer from high inference latency, limiting them to low-frequency batch-and-execute paradigm. This frequency mismatch creates an execution blind spot, causing failures in dynamic environments where targets move during the open-loop execution window. We propose TIDAL (Temporally Interleaved Diffusion and Action Loop), a hierarchical framework that decouples semantic reasoning from high-frequency actuation. TIDAL operates as a backbone-agnostic module for diffusion-based VLAs, using a dual-frequency architecture to redistribute the computational budget. Specifically, a low-frequency macro-intent loop caches semantic embeddings, while a high-frequency micro-control loop interleaves single-step flow integration with execution. This design enables approximately 9 Hz control updates on edge hardware (vs. approximately 2.4 Hz baselines) without increasing marginal overhead. To handle the resulting latency shift, we introduce a temporally misaligned training strategy where the policy learns predictive compensation using stale semantic intent alongside real-time proprioception. Additionally, we address the insensitivity of static vision encoders to velocity by incorporating a differential motion predictor. TIDAL is architectural, making it orthogonal to system-level optimizations. Experiments show a 2x performance gain over open-loop baselines in dynamic interception tasks. Despite a marginal regression in static success rates, our approach yields a 4x increase in feedback frequency and extends the effective horizon of semantic embeddings beyond the native action chunk size. Under non-paused inference protocols, TIDAL remains robust where standard baselines fail due to latency.

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