Vision-Language-Action (VLA) models achieve strong generalization in robotic manipulation but remain largely reactive and 2D-centric, making them unreliable in tasks that require precise 3D reasoning. We propose GeoPredict, a geometry-aware VLA framework that augments a continuous-action policy with predictive kinematic and geometric priors. GeoPredict introduces a trajectory-level module that encodes motion history and predicts multi-step 3D keypoint trajectories of robot arms, and a predictive 3D Gaussian geometry module that forecasts workspace geometry with track-guided refinement along future keypoint trajectories. These predictive modules serve exclusively as training-time supervision through depth-based rendering, while inference requires only lightweight additional query tokens without invoking any 3D decoding. Experiments on RoboCasa Human-50, LIBERO, and real-world manipulation tasks show that GeoPredict consistently outperforms strong VLA baselines, especially in geometry-intensive and spatially demanding scenarios.


翻译:视觉-语言-动作(VLA)模型在机器人操控中展现出强大的泛化能力,但本质上仍以反应式二维推理为主,这使得它们在需要精确三维推理的任务中表现不可靠。我们提出GeoPredict,一种几何感知的VLA框架,通过引入预测性运动学和几何先验来增强连续动作策略。GeoPredict包含一个轨迹级模块,用于编码运动历史并预测机器人手臂的多步三维关键点轨迹,以及一个预测性三维高斯几何模块,该模块沿着未来关键点轨迹通过跟踪引导的细化技术预测工作空间几何结构。这些预测模块仅通过基于深度的渲染作为训练时监督信号,而推理时仅需轻量级额外查询令牌,无需调用任何三维解码。在RoboCasa Human-50、LIBERO及真实世界操控任务上的实验表明,GeoPredict始终优于强VLA基线,尤其在几何密集型和高空间需求场景中表现突出。

0
下载
关闭预览

相关内容

【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
20+阅读 · 5月4日
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
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
VILA-U:一个融合视觉理解与生成的统一基础模型
专知会员服务
21+阅读 · 2024年9月9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
视觉里程计:起源、优势、对比、应用
计算机视觉life
18+阅读 · 2017年7月17日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员