VLA-Rolling:更少的去噪步数,借助自适应动作复用获得更优控制

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摘要

VLA-Rolling 是一个轻量级推理框架,通过自适应去噪预算复用流匹配 VLA 模型中被丢弃的动作尾部,在 LIBERO、MetaWorld、LIBERO-Plus 和 RoboTwin 2.0 上的 16 组模型-基准组合中,实现了最高 1.48 倍的加速和最高 15.08 个百分点的成功率提升。

基于流匹配的视觉-语言-动作(VLA)模型通过迭代去噪高斯噪声来生成动作片段,但通常在利用更新后的观测重新规划之前,只执行其中较短的前缀。在这种滚动时域范式下,未被执行的剩余部分——即动作尾部——会被丢弃,下一个动作片段则从全新的噪声重新生成。我们证明,这些被丢弃的尾部保留了可迁移的去噪进展:使用动作尾部进行初始化,可以用更少的去噪步数达到或超越原生 10 步高斯基线的效果。然而,最优去噪预算在不同样本间存在显著差异,表明尾部的复用应当根据更新后的环境进行自适应调整。基于这一观察,我们提出 VLA-Rolling——一个轻量级推理框架,通过三个阶段复用动作尾部:动作尾部继承、逐动作置信度估计,以及通过再加噪和去噪预算分配实现的置信度引导精修,同时底层 VLA 保持冻结不变。在 LIBERO、MetaWorld、LIBERO-Plus 和 RoboTwin 2.0 上,针对 π_{0.5}、SmolVLA、X-VLA 和 MolmoAct2,VLA-Rolling 在全部 16 组模型-基准组合中均降低了动作片段的推理开销,最高实现 1.48 倍加速;同时在 14 组组合中提升了成功率,最高提升 15.08 个百分点。这些结果表明,动作尾部并非仅仅是被丢弃的预测结果,而是可复用的中间状态,能够支持更高效、更准确的 VLA 推理。这些结果进一步证明,动作尾部能够以更少的去噪步数支持生成更优的动作。我们的项目页面为 https://chenbao123ww.github.io/VLA-Rolling/。
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来源:https://huggingface.co/papers/2610.25043 作者:

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摘要

VLA-Rolling 通过自适应去噪预算复用被丢弃的动作尾部,提升视觉-语言-动作模型的效率,降低推理成本并提高成功率。

基于流匹配(Flow-matching,https://huggingface.co/papers?q=Flow-matching)的视觉-语言-动作(VLA)模型通过迭代去噪(https://huggingface.co/papers?q=denoising)高斯噪声(https://huggingface.co/papers?q=Gaussian%20noise)来生成动作块(action chunk,https://huggingface.co/papers?q=action%20chunk),但通常只执行一小段前缀,随后便用更新后的观测进行重新规划。在这种滚动时域(receding-horizon,https://huggingface.co/papers?q=receding-horizon)范式下,未被执行的剩余部分——即动作尾部——被丢弃,下一个动作块则从全新的噪声中重新生成。我们证明,被丢弃的动作尾部保留了可迁移的去噪进度:动作尾部初始化(action-tail initialization,https://huggingface.co/papers?q=action-tail%20initialization)能够以更少的去噪步数达到甚至超越原生 10 步高斯基线的性能。然而,最优的去噪预算在不同样本之间差异显著,表明尾部复用应根据更新后的环境进行自适应调整。基于这一观察,我们提出了 VLA-Rolling(https://huggingface.co/papers?q=VLA-Rolling)——一个轻量级推理框架,通过三个阶段复用动作尾部:动作尾部继承、逐动作置信度估计(confidence estimation,https://huggingface.co/papers?q=confidence%20estimation),以及通过再加噪(renoising,https://huggingface.co/papers?q=renoising)和去噪预算分配进行置信度引导的精炼,同时底层 VLA 模型保持冻结。在 LIBERO、MetaWorld、LIBERO-Plus 和 RoboTwin 2.0 基准测试中,针对 π_{0.5}、SmolVLA、X-VLA 和 MolmoAct2 模型,VLA-Rolling(https://huggingface.co/papers?q=VLA-Rolling)在全部 16 个模型-基准组合中均降低了动作块推理成本,最高实现 1.48 倍加速,同时在 14 个组合中将成功率提升最多 15.08 个百分点。这些结果表明,动作尾部并非仅仅是被丢弃的预测,而是可复用的中间状态,能够实现更高效、更准确的 VLA 推理。这些结果也表明,动作尾部能够以更少的去噪步数支持生成更优的动作。我们的项目地址为:https://chenbao123ww.github.io/VLA-Rolling(https://huggingface.co/papers?q=VLA-Rolling)。

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