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VLA-Corrector: Lightweight Detect-and-Correct Inference for Adaptive Action Horizon

Vision Language ActionRobot PolicyAdaptive Action HorizonInference Time CorrectionLatent Dynamics

VLA-Corrector 为采用动作块的视觉-语言-动作策略加入推理时监测和纠正。它会截断过时的动作块,并引导下一次重规划,从而提高任务成功率,且通常减少策略调用次数。

  • 采用动作块的 VLA 策略会以开环方式执行多个预测动作,因此新的相机观测要等到当前动作块结束后才会影响控制。
  • 更长的动作时域会降低策略调用成本,但也给接触误差、位姿漂移和滑移留下更多时间,使它们累积成任务失败。
  • 固定时域很难调节,因为最佳取值会随任务难度、动力学和仿真到真实环境的差异而变化。
  • 冻结的 VLA 主干仍然生成动作块;VLA-Corrector 额外加入一个 40M 参数的潜在动力学 MLP,并用示范轨迹训练。
  • 潜在空间视觉监测器会根据已执行动作预测预期的视觉潜变量变化,并将其与新相机帧得到的实际潜变量变化进行比较。
  • 滑动窗口中位数和 MAD 阈值用于检测持续不匹配;当漂移持续数步时,系统会丢弃当前动作队列中的剩余部分。
  • 中断后,在线梯度引导(Online Gradient Guidance)会修改流匹配去噪步骤,使下一个动作块指向潜在纠正方向。
  • 这形成了自适应时域:当视觉动力学保持在预期轨道上时,动作块运行更久;当执行开始漂移时,动作块缩短。
  • 在 MetaWorld 上,pi0.5 的平均成功率从 48.70% 升至 64.35%(+15.65 个百分点);其 Very Hard 划分从 41.0% 升至 65.0%(+24.0 个百分点)。
  • 在 MetaWorld 上,SmolVLA 从 61.90% 提升至 66.65%(+4.75 个百分点),X-VLA 从 55.55% 提升至 59.60%(+4.05 个百分点)。
  • 在 LIBERO 上,少样本 pi0.5 加 VLA-Corrector 的平均成功率从 94.00% 提升至 97.80%(+3.80 个百分点),高于完全微调的 pi0.5 基线 96.95%。
  • 对于时域为 50 的 pi0.5,成功率从 48.72% 提升至 58.70%,平均策略调用次数从 5.15 降至 4.98,单位调用成功效率提升 24.6%。
  • 对于时域为 10 的 SmolVLA,成功率从 61.90% 提升至 73.00%,策略调用次数从 19.27 降至 15.64,单位调用成功效率提升 45.3%。
  • Corrector 训练能有效利用有限数据:在 MetaWorld 上、时域为 50 时,使用完整的留出后 corrector 训练划分使平均成功率从 48.72% 提升至 54.32%,而 r=0.6 达到 52.20%。