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VLAarXiv:2609.22854

SmoLSTM: エピソード記憶を持続するコンパクトな視覚-言語-行動モデル

SmoLSTM: A Compact Vision-Language-Action Model with Recurrent Memory that Persists

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凍結したSmolVLMとLSTM制御層を組み合わせ、エピソード全体でリセットしない再帰状態により、遮蔽や見分けがつかない物体を含むタスクを少ないパラメータで高精度に実行するVLAモデルを提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- SmoLSTMは、Vision-Language-Action (VLA) モデルの一種。 - エピソード全体をrecurrent stateに保持し、現在の観測だけでなく履歴を活用して行動を予測する。 - 凍結した256MパラメータのSmolVLMバックボーンと、matrix-memory LSTM制御層を結合。 - 観測トークンとaction queryを単一のcausal streamに統合し、エピソード中リセットしない。 - flow-matching action headが10ステップ分のend-effector pose deltasとgripper commandsを予測。 - 学習可能パラメータは0.04B。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のVLAは現在の観測のみから行動を予測し、物体遮蔽や視覚的に同一の物体を含むタスクで曖昧さが生じる。 - 観測ウィンドウを広げる対策はhorizonをハイパーパラメータ化し、ステップあたりのコストが増大する。 - SmoLSTMはrecurrent stateでエピソードを捕捉し、recurrent-state storageがエピソード長に対してO(1)。 - LIBERO-Memで85.1% subgoal coverage、77.5% full-task successを達成し、ベンチマークのobject-centric baselineや最近のmemory-based approachesを上回る。 - 標準LIBEROでも79.6%の平均成功率。

3. 技術・手法の肝は?

- 凍結したSmolVLMバックボーン(256Mパラメータ)を使用。 - matrix-memory LSTM制御層を導入し、観測トークンとaction queryを単一のcausal streamに統合。 - このcausal streamはエピソード全体を通してリセットされず、recurrent stateを保持。 - flow-matching action headが各制御ステップで10個のend-effector pose deltasとgripper commandsのチャンクを予測。 - 学習可能パラメータは0.04B。

4. どうやって有効だと検証した?

- 140タスク、7,461デモンストレーションで単一ポリシーを共同学習。 - held-out initial statesで評価。 - LIBERO-Memで85.1% subgoal coverage、77.5% full-task successを達成。 - 各制御ステップでrecurrent stateをリセットするとfull-task successが7.0%に低下し、文脈保持への依存を示す。 - 標準LIBEROで79.6%の平均成功率。

5. 議論はある?

- 各制御ステップでrecurrent stateをリセットすると成功率が7.0%に低下し、訓練されたポリシーが決定間で運ばれる文脈に依存していることを示す。 - その他の議論や限界については要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究: LIBERO-Memベンチマークのobject-centric baseline、最近のmemory-based approaches。 - 関連手法: Vision-Language-Action models、SmolVLM、LSTM、flow-matching。 - 同分野の定番: LIBEROベンチマーク、memory-based VLA。

※ 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: Jan-Gerrit Habekost, Parsa Mastouri Kashani, Connor Gäde, Matthias Kerzel, Philipp Allgeuer, Cornelius Weber, Stefan Wermter, Jae Hee Lee

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Vision-language-action models often predict actions from only the current observation, which can leave tasks involving object occlusion or visually identical objects ambiguous without episode history. The usual countermeasure, widening the observation window, turns the horizon into a hyperparameter and lets per-step cost grow with it. We instead capture the episode in a recurrent state. SmoLSTM couples a frozen 256M-parameter SmolVLM backbone to a matrix-memory LSTM control layer in which observation tokens and action queries are unified in a single causal stream that is never reset throughout the entire episode. Recurrent-state storage is therefore O(1) in episode length. A flow-matching action head predicts chunks of 10 end-effector pose deltas and gripper commands at each control step. Our single policy, trained jointly on 7,461 demonstrations across 140 tasks and evaluated on held-out initial states, performs best, reaching 85.1% subgoal coverage and 77.5% full-task success on LIBERO-Mem with 0.04B trainable parameters, surpassing both the benchmark's own object-centric baseline and recent memory-based approaches. Resetting the recurrent state at every control step reduces full-task success to 7.0%, showing that the trained policy relies on context carried between decisions. The same model achieves 79.6% average success on standard LIBERO.

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