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PHASER: Phase-Aware and Semantic Experience Replay for Vision-Language-Action Models

Vision Language ActionContinual LearningExperience ReplayRobot ManipulationCatastrophic Forgetting

PHASER 通过把回放记忆从按帧均匀存储改为按阶段感知的存储,并按阶段级别进行回放路由,提升了视觉-语言-动作机器人策略的持续学习效果。它针对 LIBERO 顺序操作任务中的灾难性遗忘,在 3 个 VLA 骨干模型上报告了明显的 ASR 提升。

  • 当 VLA 机器人策略在一串新的语言条件任务上训练时,会遗忘早先的操作任务。
  • 均匀经验回放按阶段长度存储帧,因此像抓取这类接触密集但很短的阶段,可能只得到很少样本。
  • 均匀回放也会把内存分给旧任务,但不会检查哪些过去阶段最可能与当前任务发生冲突。
  • PHASER 把每条轨迹拆成接近、抓取、搬运等子技能阶段。
  • 每个阶段获得相同的帧预算,阶段内使用步长为 3 的时间下采样和 reservoir sampling。
  • 回放路由器用语言相似度、视觉相似度和动作偏差,对旧阶段与当前阶段打分。
  • 回放采样对缓存的阶段分数使用 Boltzmann 分布,在每次任务切换时计算一次,因此内循环回放开销与标准 ER 相当。
  • Auto-PC 可以用动作信号变点检测,再加上 VLM 语义验证,替代人工阶段标签。
  • 在 LIBERO-Goal 上,使用 OpenVLA-OFT-7B 时,PHASER 的 ASR 达到 87.8%,NBT 为 7.8;ER 的 ASR 为 77.6%,NBT 为 22.2。
  • 在 LIBERO-Long 上,使用 OpenVLA-OFT-7B 时,PHASER 的 ASR 达到 85.8%;ER 为 54.6%,MIR 为 82.2%。
  • 在主表中,PHASER 相比 ER 的 ASR 提升为 +10.2 到 +39.6 个百分点,具体取决于骨干模型和套件;摘要报告在匹配预算的 ER 上最高提升 +31 个百分点。
  • 在 QwenGR00T-3B 上,PHASER 将 LIBERO-Goal ASR 从 51.6% 提升到 78.0%,将 LIBERO-Long ASR 从 31.4% 提升到 48.6%,相较 ER。
  • 在 QwenOFT-3B 上,PHASER 将 LIBERO-Goal ASR 从 39.4% 提升到 79.0%,将 LIBERO-Long ASR 从 33.0% 提升到 51.6%,相较 ER。
  • Auto-PC 的阶段发现结果与 LIBERO-Long 上的人工阶段标签接近:OpenVLA-OFT-7B 为 89.6 对 85.8 的 ASR,QwenGR00T-3B 为 48.0 对 48.6,QwenOFT-3B 为 49.0 对 51.6。