Vision-Language Models (VLMs) exhibit remarkable common-sense and semantic reasoning capabilities. However, they lack a grounded understanding of physical dynamics. This limitation arises from training VLMs on static internet-scale visual-language data that contain no causal interactions or action-conditioned changes. Consequently, it remains challenging to leverage VLMs for fine-grained robotic manipulation tasks that require physical understanding, reasoning, and corresponding action planning. To overcome this, we present SIMPACT, a test-time, SIMulation-enabled ACTion Planning framework that equips VLMs with physical reasoning through simulation-in-the-loop world modeling, without requiring any additional training. From a single RGB-D observation, SIMPACT efficiently constructs physics simulations, enabling the VLM to propose informed actions, observe simulated rollouts, and iteratively refine its reasoning. By integrating language reasoning with physics prediction, our simulation-enabled VLM can understand contact dynamics and action outcomes in a physically grounded way. Our method demonstrates state-of-the-art performance on five challenging, real-world rigid-body and deformable manipulation tasks that require fine-grained physical reasoning, outperforming existing general-purpose robotic manipulation models. Our results demonstrate that embedding physics understanding via efficient simulation into VLM reasoning at test time offers a promising path towards generalizable embodied intelligence. Project webpage can be found at https://simpact-bot.github.io


翻译:视觉-语言模型展现出卓越的常识与语义推理能力,但其缺乏对物理动力学的具身化理解。这一局限性源于该类模型在静态互联网规模的视觉-语言数据上训练,而这些数据不包含因果交互或动作条件变化。因此,利用视觉-语言模型执行需要物理理解、推理及相应动作规划的精细机器人操作任务仍具挑战性。为解决此问题,我们提出SIMPACT——一种测试时仿真驱动的动作规划框架,通过仿真闭环世界建模赋予视觉-语言模型物理推理能力,且无需额外训练。基于单张RGB-D观测,SIMPACT高效构建物理仿真环境,使视觉-语言模型能够提出知情动作、观察仿真展开过程,并迭代优化其推理。通过将语言推理与物理预测相结合,我们的仿真增强型视觉-语言模型能以物理具身化的方式理解接触动力学及动作结果。该方法在五项需要精细物理推理的真实刚体与可变形体操作任务中实现了当前最优性能,超越现有通用机器人操作模型。实验结果证明,在测试时通过高效仿真将物理理解嵌入视觉-语言模型推理,为迈向通用具身智能提供了可行路径。项目主页参见https://simpact-bot.github.io

0
下载
关闭预览

相关内容

视觉-语言-动作模型解析:从模块构成到里程碑与挑战
专知会员服务
17+阅读 · 2025年12月17日
面向具身操作的高效视觉–语言–动作模型:系统综述
专知会员服务
26+阅读 · 2025年10月22日
视觉-语言-动作(VLA)模型的前世今生
专知会员服务
21+阅读 · 2025年8月29日
面向具身操作的视觉-语言-动作模型综述
专知会员服务
28+阅读 · 2025年8月23日
在无标注条件下适配视觉—语言模型:全面综述
专知会员服务
13+阅读 · 2025年8月9日
视觉语言动作模型:概念、进展、应用与挑战
专知会员服务
19+阅读 · 2025年5月18日
大规模视觉-语言模型的基准、评估、应用与挑战
专知会员服务
18+阅读 · 2025年2月10日
大语言模型对汽车行业的影响和实践探索
专知会员服务
24+阅读 · 2024年4月27日
「知识增强预训练语言模型」最新研究综述
专知
18+阅读 · 2022年11月18日
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知
27+阅读 · 2020年12月3日
绝对干货!NLP预训练模型:从transformer到albert
新智元
13+阅读 · 2019年11月10日
展望:模型驱动的深度学习
人工智能学家
12+阅读 · 2018年1月23日
NLP中自动生产文摘(auto text summarization)
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年10月10日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:18
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
2+阅读 · 今天5:54
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
2+阅读 · 今天3:42
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
3+阅读 · 6月24日
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
7+阅读 · 6月24日
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
5+阅读 · 6月24日
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
7+阅读 · 6月24日
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
6+阅读 · 6月24日
相关VIP内容
视觉-语言-动作模型解析:从模块构成到里程碑与挑战
专知会员服务
17+阅读 · 2025年12月17日
面向具身操作的高效视觉–语言–动作模型:系统综述
专知会员服务
26+阅读 · 2025年10月22日
视觉-语言-动作(VLA)模型的前世今生
专知会员服务
21+阅读 · 2025年8月29日
面向具身操作的视觉-语言-动作模型综述
专知会员服务
28+阅读 · 2025年8月23日
在无标注条件下适配视觉—语言模型:全面综述
专知会员服务
13+阅读 · 2025年8月9日
视觉语言动作模型:概念、进展、应用与挑战
专知会员服务
19+阅读 · 2025年5月18日
大规模视觉-语言模型的基准、评估、应用与挑战
专知会员服务
18+阅读 · 2025年2月10日
大语言模型对汽车行业的影响和实践探索
专知会员服务
24+阅读 · 2024年4月27日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员