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Move-Then-Operate: Behavioral Phasing for Human-Like Robotic Manipulation

Move-Then-Operate 是一种视觉-语言-动作策略,把机器人操作拆成两个阶段:先移动到目标附近,再做精细的接触操作。在 RoboTwin2 上,这种分阶段设计明显优于单一的 pi_0 策略,并且用更少的数据和更少的训练步骤就能达到很强的结果。

  • 标准的 VLA 操作策略用同一个策略同时学习粗略接近和精细接触控制,但这两类行为的动作尺度和动力学不同。
  • 论文认为,move 段在数据和梯度中占主导,这会让模型更难学到更小、但对任务成败关键的 operate 动作。
  • 这对高精度操作很重要,因为失败往往发生在最后的接触阶段,这时微小的动作误差就会破坏任务。
  • 该方法引入一个双专家策略:一个专家负责 move,另一个负责 operate。一个轻量路由器为每个动作块选择一个专家。
  • 两个专家都用 Conditional Flow Matching 生成动作,但参数分开,因此粗运动和精细操作不会共享同一个低层动作头。
  • 训练时,路由器用阶段标签进行监督,每个样本只更新匹配的专家。这样梯度更新就保持了阶段特异性。
  • 阶段标签通过一个基于 MLLM 的分段流水线自动生成,使用视频、语言指令、子任务分解以及末端执行器速度等信号。
  • 模型基于预训练的 pi_0-base 主干构建,为两个专家和共享的视觉-语言主干分别设置了 LoRA 适配器。
  • 在 8 个 RoboTwin2 任务上、每个任务 50 个示范 且训练步数相同的条件下,该方法达到 68.88% 的平均成功率,而 pi_044.75%RDT35.63%ACT31.63%。这比 pi_0 高 24.13 个百分点
  • 相比 pi_0 的单任务提升包括:Click Alarmclock 88% 对 63%(+25)Click Bell 99% 对 44%(+55)Move Pillbottle pad 37% 对 21%(+16)Place Bread Basket 34% 对 17%(+17)Place Cans Plasticbox 79% 对 34%(+45)Place Empty Cup 55% 对 37%(+18)Place Burger Fries 89% 对 80%(+9)Press Stapler 70% 对 62%(+8)
  • 与使用 10 倍更多数据 训练的数据充足基线相比,该方法在多个任务上有竞争力:Click Bell 99%,而 pi_0.5* 为 75%GO-1* 为 98%Press Stapler 93%,而另外两者分别为 80%66%
  • 摘要称,这个模型只用标准完整训练预算的 40% 更少训练步数 就达到峰值性能。
  • 这段摘录给出了基准成功率和部分基线对比的具体数字,但没有给出 10 倍数据对比表的完整总体平均值,也没有给出训练效率曲线的详细数值。