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VLAarXiv:2605.13403

RotVLA: 回転潜在アクションを用いた視覚言語行動モデル

RotVLA: Rotational Latent Action for Vision-Language-Action Model

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連続的な回転群SO(n)上の潜在アクション表現を導入し、離散量子化の問題を解決したVLAモデルを提案。大規模データで事前学習し、下流タスクで高い性能を達成。

詳しい要約

1. どんなもの?

- RotVLAは、Vision-Language-Action (VLA) モデルの事前学習において、異種データセットを扱うための新しいフレームワーク。 - 連続的な回転潜在行動表現を導入し、潜在行動をSO(n)の要素としてモデル化。 - VLMバックボーンとflow-matchingアクションヘッドから構成され、大規模なcross-embodimentロボットデータセットと人間動画で事前学習。 - 下流のロボット制御では、flow-matchingヘッドを統合アクションエキスパートに拡張し、潜在行動とロボット行動を共同でdenoise。 - 1.7Bパラメータ、1700時間以上の事前学習データで、LIBEROで98.2%、RoboTwin2.0で89.6%/88.5%を達成。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存のLatent Action Models (LAMs)は離散量子化エンコード・デコードパイプラインに依存し、自明なフレーム再構成、限られた表現能力、物理的に意味のある構造の欠如といった問題があった。 - RotVLAは連続的な回転潜在行動表現を採用することで、連続性、合成性、実世界の行動ダイナミクスに沿った構造化された幾何学を提供。 - これにより、既存手法の課題を克服し、より意味のある時間的ダイナミクスを強制するtriplet frame learningフレームワークを導入。

3. 技術・手法の肝は?

- 潜在行動をSO(n)の要素としてモデル化し、連続的で合成可能な回転表現を実現。 - triplet frame learningフレームワークにより、意味のある時間的ダイナミクスを強制し、退化を回避。 - VLMバックボーンとflow-matchingアクションヘッドを組み合わせ、大規模cross-embodimentロボットデータセットと人間動画で潜在行動監督付き事前学習。 - 下流制御では、flow-matchingヘッドを統合アクションエキスパートに拡張し、潜在行動とロボット行動を共同でdenoise。潜在行動は高レベルガイダンスとして機能。

4. どうやって有効だと検証した?

- LIBEROベンチマークで98.2%の成功率を達成。 - RoboTwin2.0のクリーン設定で89.6%、ランダム化設定で88.5%を達成。 - 実世界のマニピュレーションタスクでも強い性能を示し、既存のVLAモデルを一貫して上回る。 - 1.7Bパラメータと1700時間以上の事前学習データという比較的小規模な設定でこれらの結果を達成。

5. 議論はある?

- 要旨からは、手法の限界や議論の詳細は不明。 - 既存LAMsの問題点を指摘し、RotVLAがそれを解決することを主張しているが、具体的な議論や制約については言及されていない。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究: Latent Action Models (LAMs)、Vision-Language-Action (VLA) モデル。 - 関連手法: flow-matching、SO(n)表現、triplet frame learning。 - 同分野の定番: LIBERO、RoboTwin2.0ベンチマーク。

※ 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: Qiwei Li, Xicheng Gong, Xinghang Li, Peiyan Li, Quanyun Zhou, Hangjun Ye, Jiahuan Zhou, Yadong Mu

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Latent Action Models (LAMs) have emerged as an effective paradigm for handling heterogeneous datasets during Vision-Language-Action (VLA) model pretraining, offering a unified action space across embodiments. However, existing LAMs often rely on discrete quantization encode and decode pipelines, which can lead to trivial frame reconstruction behavior, limited representational capacity, and a lack of physically meaningful structure. We introduce RotVLA, a VLA framework built on a continuous rotational latent action representation. Latent actions are modeled as elements of SO(n), providing continuity, compositionality, and structured geometry aligned with real-world action dynamics. A triplet frame learning framework further enforces meaningful temporal dynamics while avoiding degeneration. RotVLA consists of a VLM backbone and a flow-matching action head, pretrained on large-scale cross-embodiment robotic datasets and human videos with latent-action supervision. For downstream robot control, the flow-matching head is extended into a unified action expert that jointly denoises latent and robot actions. Here, latent actions serve as a latent planner, providing high-level guidance that conditions action generation. With only 1.7B parameters and 1700+ hours of pretraining data, RotVLA achieves 98.2% on LIBERO and 89.6% / 88.5% on RoboTwin2.0 under clean and randomized settings, respectively. It also demonstrates strong real-world performance on manipulation tasks, consistently outperforming existing VLA models.

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