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Premover: Fast Vision-Language-Action Control by Acting Before Instructions Are Complete

Vision Language ActionGeneralist Robot PolicyStreaming InstructionsVisual GroundingRobot Latency

Premover 让冻结的 VLA 策略在用户还在输入或说出指令时就开始做有用的工作。它加入了一个关注图和一个就绪门控,使机器人可以提前行动,同时避免天真早执行带来的成功率崩塌。

  • 标准 VLA 评估假定控制开始前完整指令已经可用,因此忽略了用户输入时间。
  • 在 LIBERO 上,以 52.24 WPM 的输入速度计算,输入指令平均占总交互时间的 39%,其中 LIBERO-Spatial 估计为 31.05s 中的 17.69s。
  • 过早行动会在前缀还没有指明目标对象时朝错误对象移动。
  • 主干网络是冻结的 π₀.₅;可训练部分是两个两层 MLP 投影头和一个标量就绪阈值,占主干参数不到 1%。
  • 图像头和语言头把中间图像 patch 状态和流式前缀 token 状态映射到同一个归一化空间。
  • patch-token 余弦分数形成按 patch 的关注图,并使用类别平衡 BCE 监督,标签来自仿真器生成的目标对象分割掩码。
  • 第 t 步的关注图会在第 t+1 步重加权图像 token,底限缩放 α=0.2,因此目标 patch 会得到更高权重,同时不会压掉所有上下文。
  • 就绪分数等于 top-10 关注图均值减去全局均值;当这个分数超过学到的阈值时,策略开始执行。
  • 在 LIBERO 上,Premover 将所有 episode 的平均墙钟时间从 34.0s 降到 29.4s,相当于完整提示基线的 86.4%,同时成功率保持在 95.1%,完整提示基线为 95.0%。
  • LIBERO 上的天真 premoving 成功率只有 66.4%,平均墙钟时间为 34.5s,所以没有门控的提前执行比完整提示少了 28.6 个百分点的成功率。
  • Premover 在 LIBERO 各套件上的墙钟时间分别是 Spatial 22.7s、Object 24.4s、Goal 21.9s、LIBERO-10 48.6s;完整提示分别是 31.0s、30.7s、23.8s、50.8s。
  • 在 VLA-arena Level-1 上,Premover 将所有 episode 的墙钟时间从 85.4s 降到 76.6s,相当于完整提示的 89.7%,平均成功率为 30.9%,完整提示为 33.0%。
  • VLA-arena 上各方法的成功率都不高,包括完整提示和 Premover 在 Long-horizon 上都是 0.0%,所以这里的主要收益是降低延迟,代价是平均成功率小幅下降。