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TTT-VLA: Test-Time Latent Prompt Optimization for Vision-Language-Action Models

Vision Language ActionTest Time TrainingLatent Prompt OptimizationRobot Foundation ModelSim2real

TTT-VLA 通过优化已学习的潜在提示 token,并配合自监督的状态对齐损失,在部署时对冻结的视觉-语言-动作策略进行适配。在 SimplerEnv 上,它在 WidowX、Google Robot 和多具身设置中都提升了基于 π0.5 的成功率。

  • 在大规模机器人数据上训练的 VLA 策略,在视觉、环境或具身条件发生变化时,部署表现仍然会下降。
  • 提示词引导可以改善行为,但常见方法依赖人工或外部指导,不能直接从部署交互中学习。
  • 强化学习式后训练可以从交互中学习,但它需要奖励,而且通常会更新策略本身,带来成本和稳定性问题。
  • 该方法在 VLA 的条件输入中加入一个可学习的潜在提示 z,与观测和显式任务上下文一起使用。
  • 训练时,策略同时优化常规动作损失和一个代理状态对齐损失,该损失预测末端执行器位置和夹爪状态。
  • 测试时,机器人在当前环境中收集交互数据,冻结策略主干,只用状态对齐损失更新潜在提示。
  • 实现采用 Mixture-of-Transformers 设计,包含动作专家和状态对齐专家,并从预训练的 π0.5 检查点初始化。
  • 在多具身训练中,方法按具身类型分配提示;在单具身训练中,它使用提示-动作注意力丢弃和梯度约束,迫使提示携带有用的状态对齐上下文。
  • 在 SimplerEnv 的 WidowX 单具身任务上,平均成功率从 π0.5 的 51.1% 提升到带状态对齐潜在提示的 63.5%,测试时提示优化后提升到 67.4%。
  • 在同一 WidowX 基准上,完整方法的平均成功率为 67.4%,高于表中列出的最强公开基线 CogACT 的 52.1%。
  • 在 Google Robot 视觉匹配上,平均成功率从 π0.5 的 67.5% 提升到潜在提示训练的 68.9%,测试时训练后提升到 72.4%。
  • 在 Google Robot 变体聚合上,平均成功率从 π0.5 的 58.1% 提升到潜在提示训练的 58.6%,测试时训练后提升到 60.1%。
  • 在用 OXE-Aug Bridge V2 的九种具身进行训练、并在 WidowX 上评测的多具身设置中,平均成功率从 π0.5 的 22.8% 提升到潜在提示训练的 28.5%,测试时训练后提升到 31.6%。
  • 测试时训练只更新提示:WidowX 进行 500 步优化,Google Robot 进行 1000 步,batch size 为 128,学习率为 1e-5,在 8 张 NVIDIA H100 GPU 上耗时 15–30 分钟。