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VLA/強化学習arXiv:2606.23623

dVLA-RL: 離散拡散ビジョン・ランゲージ・アクションモデルに対する軌跡上の強化学習

dVLA-RL: Reinforcement Learning over Denoising Trajectories for Discrete Diffusion Vision-Language-Action Models

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離散拡散型VLAモデルの強化学習を可能にするため、生成過程をマルコフ決定過程とみなし、軌跡の結合確率を目的関数とする手法を提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 視覚・言語・行動を単一の離散トークン空間で統合するDiscrete Diffusion VLA (dVLA) に対し、強化学習 (RL) を適用する手法 dVLA-RL を提案。 - dVLA の訓練はこれまで Supervised Fine-Tuning (SFT) に限定され、RL による政策改善は未探索だった。 - 最終行動の周辺確率が計算困難という課題に対し、生成経路の同時確率を学習目的とする。 - ノイズ除去過程を Markov Decision Process (MDP) として定式化し、経路確率をステップ遷移の積で表現。 - 可変ノイズ除去ステップをネイティブに扱う統一的な目的関数を提供。 - タスク複雑度に応じてノイズ除去ステップを調整する統一ステップスケジューリングを導入。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の dVLA は SFT のみで、RL による政策洗練の可能性は未開拓だった。 - 連続拡散/フローや自己回帰生成、並列デコーディングとは異なる離散拡散 VLA に RL を適用。 - 周辺行動確率が計算困難な dVLA に対し、経路確率を目的関数とすることで RL を可能にした点が新しい。 - 可変ノイズ除去ステップを統一的に扱えるため、タスク複雑度に応じたステップ調整が可能。 - LIBERO で 99.7% の成功率、RoboTwin 2.0 で SFT ベースライン比 30.6% 改善を達成し、World-Action Model ベースラインと競合。

3. 技術・手法の肝は?

- dVLA のノイズ除去過程を Markov Decision Process (MDP) としてモデル化。 - 学習目的を最終行動の周辺確率から、サンプリングされた生成経路の同時確率へと変更。 - 経路確率をステップごとの遷移確率の積として数学的に定式化。 - この軌道レベル目的関数により、可変ノイズ除去ステップをネイティブに扱える。 - 複数タスク学習のための統一ステップスケジューリングを導入し、タスク複雑度に応じてノイズ除去ステップを調整。 - 成功率と計算効率の両方を最大化する。

4. どうやって有効だと検証した?

- LIBERO ベンチマークで 99.7% の成功率を達成。 - RoboTwin 2.0 で SFT ベースラインを 30.6% 上回る結果を達成。 - World-Action Model ベースラインと競合する性能を示す。 - 広範な評価により有効性を実証。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- Discrete Diffusion VLAs (dVLAs) - Supervised Fine-Tuning (SFT) - World-Action Model - LIBERO - RoboTwin 2.0

※ 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: Yuhao Wu, Yitian Liu, Weijie Shen, Mishuo Han, Wenjie Xu, Haotian Liang, Zhongshan Liu, Yinan Mao, Lei Xu, Xinping Guan, Ru Ying, Ran Zheng, Wei Sui, Xiaokang Yang, Wenbo Ding, Yao Mu

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Vision-Language-Action (VLA) models have established a powerful paradigm for generalist robotic manipulation by grounding control into the semantic reasoning of VLMs. Prevailing architectures typically model actions continuously via diffusion or flow processes, or discretely through either autoregressive generation or parallel decoding. Recently, Discrete Diffusion VLAs (dVLAs) have emerged as a distinct alternative, unifying vision, language, and action into a single discrete token space via masked generative modeling. While combining iterative refinement with unified representations, its training has thus far been restricted to Supervised Fine-Tuning (SFT), leaving the potential of Reinforcement Learning (RL) for further policy refinement largely unexplored. A fundamental challenge in RL for dVLAs is that the marginal probability of the final action generated by dVLAs remains intractable. To solve this problem, we propose \textbf{dVLA-RL}, shifting the learning objective from the marginal action probability to the joint probability of the sampled generation path. Specifically, by modeling the denoising process as a Markov Decision Process (MDP), we mathematically formulate this path probability as a product of step-wise transitions. This trajectory-level objective provides a unified formulation that natively accommodates variable denoising steps. Leveraging this intrinsic fexibility, we introduce a unified step scheduling approach for complex multi-task learning, tailoring denoising steps to specific task complexities to maximize both success rates and computational effciency. Extensive evaluations demonstrate that our approach achieves a success rate of \textbf{99.7\%} on LIBERO. Furthermore, it establishes strong VLA-based results on RoboTwin 2.0 by delivering a \textbf{30.6\%} improvement over the SFT baseline, remaining competitive with strong World-Action Model baselines.

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