先学移动再学做事:面向VLA的任务无关预训练

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

任务无关预训练(TAP)将VLA训练分解为从无标签交互数据中进行的自监督运动技能学习,然后是轻量级的语言接地,以最少的专家演示实现了强大的性能。它匹配或超越了在数百万条专家轨迹上训练的模型,同时对真实世界扰动具有鲁棒性。

视觉-语言-动作(VLA)模型从根本上受到专家演示稀缺性的瓶颈——观察、指令和动作的三元组,这些数据的规模化收集成本高昂。我们认为,这一瓶颈源于混淆了两个不同的学习目标:获得物理能力(如何移动)和获得语义对齐(做什么)。关键的是,只有后者需要语言监督。基于这一分解假说,我们提出了任务无关预训练(TAP),这是一个两阶段框架,首先通过自监督逆动力学目标从廉价的无标签交互数据(包括丢弃的偏离任务轨迹和自主机器人玩耍)中学习可迁移的运动先验。然后,一个轻量级的第二阶段利用最少的专家数据将这些先验与语言接地。在SIMPLER基准测试中,TAP匹配了在超过100万条专家轨迹上训练的模型,同时使用的标记数据量少了一个数量级,相较于标准行为克隆带来了10%的绝对提升。在真实世界的WidowX平台上,TAP在相机扰动下保持了25%的成功率,而互联网规模基线则降至0%,这表明任务无关预训练能够产生鲁棒、可迁移的物理表示,并为具身AI提供了一条可扩展的前进道路。
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来源:https://huggingface.co/papers/2607.02466

摘要

任务无关预训练框架通过自监督逆动力学在无标签数据上训练机器人模型,随后进行轻量级语言接地,以极少的专家演示实现了卓越性能。

视觉-语言-动作(VLA)模型的核心瓶颈在于专家演示(https://huggingface.co/papers?q=expert%20demonstrations)的稀缺——这些包含观察、指令和动作的三元组难以大规模采集。我们认为,这一瓶颈源于混淆了两个不同的学习目标:获取物理能力(https://huggingface.co/papers?q=physical%20competence)(如何移动)和获取语义对齐(https://huggingface.co/papers?q=semantic%20alignment)(做什么)。关键的是,只有后者需要语言监督。基于这一分解假设,我们提出了任务无关预训练(https://huggingface.co/papers?q=Task-Agnostic%20Pretraining)(TAP),这是一个两阶段框架:首先通过自监督逆动力学(https://huggingface.co/papers?q=self-supervised%20Inverse%20Dynamics)目标从廉价的无标签交互数据(包括丢弃的离任务轨迹和自主机器人玩耍数据)中学习可迁移的运动先验;随后在轻量级第二阶段中,利用极少的专家数据将这些先验与语言进行接地。在SIMPLER基准(https://huggingface.co/papers?q=SIMPLER%20benchmark)上,TAP与使用超过100万条专家轨迹训练的模型性能相当,而使用的标签数据量则少几个数量级,相较于标准行为克隆(https://huggingface.co/papers?q=behavior%20cloning)实现了10%的绝对增益。在真实世界WidowX平台(https://huggingface.co/papers?q=WidowX%20platform)上,TAP在相机扰动下仍保持25%的成功率,而大规模互联网基线则降至0%,这表明任务无关预训练(https://huggingface.co/papers?q=task-agnostic%20pretraining)能够产生鲁棒且可迁移的物理表征,为具身智能提供了一条可扩展的前进路径。

查看arXiv页面(https://arxiv.org/abs/2607.02466)查看PDF(https://arxiv.org/pdf/2607.02466)项目页面(https://sjh0354.github.io/task_agnostic_pretrain/)GitHub1(https://github.com/sjh0354/Task-Agnostic-Pretrain)添加到收藏(https://huggingface.co/login?next=%2Fpapers%2F2607.02466)

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