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PointACT: Vision-Language-Action Models with Multi-Scale Point-Action Interaction

Vision Language ActionRobot ManipulationPoint Clouds3d VLAAction Decoding

PointACT 是一种面向机器人操控的 3D 感知视觉-语言-动作策略,把点云几何信息送入动作解码器。它的核心主张是,动作 token 需要与多尺度点特征直接、反复交互,才能预测精确的 3D 动作。

  • 现有 VLA 大多使用 2D 图像 token,这削弱了操控任务中的 3D 位姿、接触和空间推理能力。
  • 以前的 3D 感知 VLA 往往只在高层加入深度或点特征,因此细粒度几何对最终动作输出的影响有限。
  • 这个问题很重要,因为 RGB-D 传感很常见,而且许多机器人任务依赖精确几何,而不只是物体标签。
  • PointACT 使用冻结的 Qwen2.5-VL 骨干网络提取图像和语言特征,再配一个单独可训练的动作专家负责控制。
  • Point Transformer v3 编码器处理彩色点云,并输出多尺度的层级点特征。
  • 在解码时,动作 token 被广播到空间点窗口中,并通过瓶颈窗口自注意力与局部点 token 交互。
  • 随后,动作 token 在不同窗口之间汇总信息,再与 VLM 特征做交叉注意力,让几何和语言共同约束动作预测。
  • 该模型支持用于增量末端执行器动作的回归,也支持用于关键点位姿预测的点锚定分类。
  • 在 LIBERO 上,PointACT 在 4 个子集上的平均成功率为 96.0%:Spatial 97.4%、Object 99.6%、Goal 96.2%、Long 90.6%。
  • 在同一 LIBERO 表中,PointACT 的平均表现比 SpatialVLA 高 17.9 个百分点:96.0% 对 78.1%。
  • 相比 LIBERO 上复现的 EO1 基线,PointACT 的平均成功率提高 2.9 个百分点:96.0% 对 93.1%。
  • 论文报告,在有挑战性的 RLBench-10Tasks 套件上,相比预训练 VLA 基线,成功率提升 10%;但摘录里没有给出完整的 RLBench 表格。
  • 可训练的 PointACT 模块大约有 3 亿参数,在 1 cm 体素化后最多使用 4096 个点云点,并在 2 块 NVIDIA H100 GPU 上以批大小 128 训练 2 万到 5 万步。