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ナビゲーションarXiv:2605.27582

Uni-LaViRA: 言語・視覚・ロボット行動の翻訳による統合具現化ナビゲーション

Uni-LaViRA: Language-Vision-Robot Actions Translation for Unified Embodied Navigation

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ナビゲーションの意思決定構造を言語と視覚の行動出力に分解し、事前学習済みMLLMを活用してゼロショットで4つのタスクと4種類のロボットに適用する統合エージェントアーキテクチャを提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 実世界の未知環境をロボットが言語と視覚から空間行動列へ変換する Embodied Navigation の統一手法。 - Uni-LaViRA は Language-Vision-Robot Actions Translation という単一構造に着目。 - 言語行動は意味的方向コマンド、視覚行動はピクセル目標を出力。 - 両出力は pretrained MLLMs の自然な出力多様体上にあり、ロボットデータ学習なしで推論可能。 - VLN-CE、ObjectNav、EQA、Aerial-VLN の4タスク群と、Wheeled、Quadruped、Humanoid、自作 UAV の4実機に zero-shot で適用。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来は VLA foundation models を大規模ロボット軌跡でスケールするのが主流。 - 本論文はナビゲーションでは汎用性をデータ規模でなく構造的に得られると主張。 - 数百万サンプルと数千 GPU 時間を消費する最近の training navigation foundation models に匹敵または上回る性能を zero training で達成。 - 単一アーキテクチャで4タスク群・4実機にまたがる統一性が特徴。

3. 技術・手法の肝は?

- ナビゲーションの意思決定を Language-Vision-Robot Actions Translation に還元。 - pretrained MLLMs の自然な出力として言語方向コマンドと視覚ピクセル目標を生成。 - TODO List Memory (TDM): 各ステップで未完了サブゴールの構造化チェックリストを書き換え、直近の attention window に再入力。 - Second Chance Backtrack (SCB): エラー前状態へロボットを戻し、失敗サブ軌跡を条件に次計画を立案。 - 単一パスナビゲーションを自己修正プロセスへ変換。

4. どうやって有効だと検証した?

- zero-shot で複数ベンチマークを評価。 - VLN-CE R2R で 60.7% SR、VLN-CE RxR で 51.3%。 - HM3D-v2 で 77.7%、HM3D-OVON で 60.0%。 - MP3D-EQA で 54.7%、OpenUAV で 40.0%。 - 4種の異種実ロボット(Wheeled、Quadruped、Humanoid、自作 UAV)で検証。

5. 議論はある?

- ナビゲーションの汎用性はデータ規模だけでなく構造から得られるという主張。 - TDM と SCB が統一を実用的にする agent-loop 機構として議論。 - zero training で training navigation foundation models に匹敵/超過する点を強調。 - 限界や失敗事例、計算コスト、MLLM 依存性などの詳細は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている training navigation foundation models や VLA foundation models の代表研究。 - VLN-CE、ObjectNav、EQA、Aerial-VLN の各ベンチマーク論文。 - MLLMs をナビゲーションに応用した zero-shot 手法。 - TODO List Memory や Second Chance Backtrack に関連する agent-loop、self-correction、backtracking 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: Hongyu Ding, Sizhuo Zhang, Ziming Xu, Jinwen Guo, Hongxiu Liu, Xingzhi Cheng, Zixuan Chen, Haifei Qi, Duo Wang, Hao Xu, Jieqi Shi, Yifan Zhang, Jing Huo, Jian Cheng, Yang Gao, Jiebo Luo

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Embodied navigation requires an agent to map language and visual observations to a stream of spatial actions that drive a real robot through environments it has never seen. The dominant approach has been to scale vision-language-action (VLA) foundation models on ever-larger collections of robot trajectories. This paper argues that, for navigation specifically, generality can be obtained structurally, not only through data scale. The underlying decision structure of navigation reduces to a single Language-Vision-Robot Actions Translation. The language action emits semantic-level directional command and the vision action emits a pixel-level visual target. Both outputs lie inside the natural output manifold of pretrained multimodal large language models (MLLMs), so the task can be reasoned about by an agent rather than learned from robot data. Therefore, we present Uni-LaViRA, a unified agentic architecture that extends the same insight to four task families (VLN-CE, ObjectNav, EQA, and Aerial-VLN) and to four heterogeneous real robots (Wheeled, Quadruped, Humanoid robot, and a self-built UAV) in a zero-shot manner. Two agent-loop mechanisms make this unification practical. TODO List Memory (TDM) rewrites a structured checklist of pending sub-goals at every step, reciting the unfinished items back into the agent's most recent attention window. Second Chance Backtrack (SCB) rolls the robot back to the pre-error state and conditions the agent's next plan on the failed sub-trajectory, turning single-pass navigation into a self-correcting process. With zero training effort, Uni-LaViRA reaches 60.7% SR on VLN-CE R2R, 51.3% on VLN-CE RxR, 77.7% on HM3D-v2, 60.0% on HM3D-OVON, 54.7% on MP3D-EQA, and 40.0% on OpenUAV, matching or even surpassing recent training navigation foundation models that consume millions of samples and thousands of GPU-hours.

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