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VLAarXiv:2607.14187

RxBrain:言語と視覚の推論・想像を統合した身体化認知基盤モデル

RxBrain: Embodied Cognition Foundation Model with Joint Language-Visual Reasoning and Imagination

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身体化認知のための基盤モデルRxBrainを提案。言語による計画構造と視覚による世界状態予測を統合し、単一の計画シーケンスで表現する。

詳しい要約

1. どんなもの?

RxBrain(正式名称:Hy-Embodied-RxBrain)は、言語と視覚の推論・想像を統合した embodied cognition 基盤モデルである。従来の vision-language model がシーン理解とテキストによる意思決定に焦点を当てるのに対し、RxBrain は embodied plan を単一の planning sequence として表現し、言語が計画の抽象構造(タスク分解、プリミティブ、制約、時間順序、決定論理)を提供し、視覚的想像が世界状態予測とサブゴール計画を通じてその構造を具体化する。言語・画像・動画の理解と生成を単一のモデルでサポートする unified multimodal Mixture-of-Transformers アーキテクチャを採用する。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

先行研究の vision-language model は主にシーン理解とテキスト意思決定に焦点を当て、generative world model は将来の視覚状態の予測に重点を置く。RxBrain はこれらと異なり、言語と視覚想像を相補的に組み合わせ、計画の抽象構造と物理状態の遷移を同時に表現する。また、単一のモデルで言語・画像・動画の理解と生成を統合し、連続ロボット行動生成にも拡張可能である点が新しい。

3. 技術・手法の肝は?

RxBrain は unified multimodal Mixture-of-Transformers アーキテクチャを採用し、言語・画像・動画の理解と生成を単一モデルで行う。訓練には、embodied video を自動的にテキストと視覚の計画監督信号に変換するパイプラインを用いる。このパイプラインはビデオを計画ステップに分解し、視覚状態遷移と整合させる。また、評価用に RxBrain-Bench を導入し、モデルがテキストと視覚の統合的な計画表現を獲得しているかを検証する。

4. どうやって有効だと検証した?

RxBrain-Bench を用いて、モデルがテキスト推論、世界状態予測、サブゴール計画を結合した計画を生成できるかを評価した。実験では、embodied understanding と generation の能力を維持しつつ、テキストと視覚が結合された計画を生成できることを示した。さらに、連続ロボット行動生成に拡張し、大規模な行動データ事前学習なしで実ロボット上で有望な性能を示した。

5. 議論はある?

要旨からは、RxBrain の限界や議論点は明示されていない。ただし、実ロボット性能は「有望」とされており、大規模行動データ事前学習なしでの性能には限界がある可能性が示唆される。また、自動パイプラインによる計画監督信号の品質や、言語と視覚の統合がどの程度計画の実行可能性に寄与するかなどの詳細は不明である。

6. 次に読むべき論文は?

要旨で参照されている関連研究は明示されていないが、同分野の定番として、vision-language models(例:LLaVA, GPT-4V)、generative world models(例:Dreamer, World Models)、および embodied AI の基盤モデル(例:RT-2, PaLM-E)などが挙げられる。

※ 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: Haotian Liang, Mingkang Chen, Yufei Huang, Yuchun Guo, Xiaomeng Zhu, Xiangli Shi, Kaixuan Wang, Yunxuan Mao, Weijie Zhou, Ling Chen, Shirong Zeng, Yueyu Long, Yuchen Si, Yajuan Zhu, Xingyu Zhou, Minghui Wang, Wanjia He, Xin Yang, Lingzhu Xiang, Zhiqing Liu, Bohan Ma, Xiran Huang, Tianshuo Yang, Zhiheng Liu, Xuantang Xiong, Zisheng Lu, Ping Luo, Yao Mu, Han Hu, Zhengyou Zhang

分類: cs.AI, cs.RO

原文アブストラクト

Embodied cognition requires agents to connect high-level task reasoning with the physical states to be achieved. We introduce Hy-Embodied-RxBrain, an embodied cognition foundation model with joint language-visual reasoning and imagination. Unlike vision-language models that emphasize scene understanding and textual decision making, or generative world models that mainly predict future visual states, RxBrain represents embodied plans in a single planning sequence where language and visual imagination play complementary roles. Language provides the abstract structure of a plan, including task decomposition, planning primitives, constraints, temporal order, and decision logic, while visual imagination grounds this structure through world state prediction and joint subgoal planning, associating each planning step with intermediate and final physical states. RxBrain adopts a unified multimodal Mixture-of-Transformers architecture that supports language, image, and video understanding and generation within one model. To train this capability, we build an automatic pipeline that converts embodied videos into joint text-visual planning supervision by decomposing videos into planning steps and aligning them with visual state transitions. We further introduce RxBrain-Bench to evaluate whether models can represent embodied plans through joint textual and visual components rather than separate understanding or generation. Experiments show that RxBrain maintains embodied understanding and generation abilities, and produces plans with coupled textual reasoning, world state prediction, and joint subgoal planning. We also extend RxBrain to continuous robot action generation, where it shows promising real-robot performance without large-scale action-data pretraining. These results provide an initial step toward foundation models for embodied cognition.

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