导读

当前机器人视觉语言动作(VLA)模型大多针对单一机械臂、单一操控任务训练,通用性存在明显短板。本Qwen-VLA 要解决的问题不是单一机械臂任务,而是能否用一个 Vision-Language-Action 模型统一处理 manipulation、navigation、trajectory prediction 和 egocentric human motion 等任务。它把问题写成统一的条件生成形式:

Visual Observation + Language Instruction + Embodiment Description

-> Future Action / Trajectory

1Qwen-VLA 总体架构。

核心设计

Qwen-VLA 的一个关键点是 embodiment-aware prompt。模型不为每个机器人单独设计输出头,而是把机器人平台、单臂或双臂、控制频率、预测步长和任务指令写入文本 prompt

The robot is {robot_tag} with {single arm / dual arms}; control frequency = {FPS} Hz.

Predict next {chunk_size} control actions for task: {ori_instruction}.

2:预训练数据覆盖的机器人本体与动作类型。

动作接口上,论文使用统一张量 Y ∈ R^{H × K}。H 是 prediction horizon,K 是最大 action channel 维度。不同任务只使用有效的 c 个 channel,剩余部分 zero-padding,并用 binary mask 避免 padding 参与 loss。

  • 统一的是 tensor interface、masking scheme、prompt conditioning 和训练流程。
  • 不同机器人原有的控制 convention 仍然被保留。
  • 这不是把所有机器人动作强行映射到同一个物理语义空间。

训练流程

3T2A -> CPT -> SFT -> RL progressive training recipe

Qwen-VLA 的训练分为 T2ACPTSFT RL 四步。T2A 最值得注意:由于 VLM backbone 已经完成大规模预训练,而 DiT action decoder 是随机初始化的,论文先冻结 VLM,只训练 action decoder,让它在没有图像的情况下根据语言和本体 prompt 学习动作先验。

T2A 可以理解为 action decompressionCompressed task description + Embodiment prompt -> High-dimensional action trajectory

消融实验显示,real data synthetic data 混合效果最好,full-sequence prediction 优于 chunk predictionT2A 阶段加入 image tokens 反而会降低效果。这说明 T2A 的目标是先学 language-action prior,而不是提前做 visual grounding

实验结果与讨论

4Qwen-VLA 在多个 manipulation benchmark 上接近或超过 specialist models

  • LIBERO: 97.9Simpler-WidowX: 73.7
  • RoboTwin-Easy / RoboTwin-Hard: 86.1 / 87.2
  • RoboCasa-GR1: 56.7,接近 ABot-M0 58.3
  • ALOHA 真实机器人实验中,预训练将平均成功率从 48.5% 提升到 83.6%;OOD 平均成功率从 36.2% 提升到 76.9%。

5ALOHA OOD 任务示例,包括未见物体、背景和组合指令。

需要注意的是,embodiment prompt 未必真正表达完整动力学。它可以描述平台名称、控制频率和 action type,但很难覆盖关节限制、执行器延迟、接触力、摩擦等因素。ALOHA 真机实验也是 finetune 后的结果,还不能完全证明同一 checkpoint 只改 prompt 就能 zero-shot 迁移到新本体。

Qwen-VLA 的价值在于展示了一条将 VLM 扩展成 embodied generalist policy 的系统路线;但统一接口距离理解身体和动力学仍有距离。

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