While Vision-Language-Action (VLA) models have seen rapid progress in pretraining, their advancement in Reinforcement Learning (RL) remains hampered by low sample efficiency and sparse rewards in real-world settings. Developing generalizable process reward models is essential for providing the fine-grained feedback necessary to bridge this gap, yet existing temporal value functions often fail to generalize beyond their training domains. We introduce TOPReward, a novel, probabilistically grounded temporal value function that leverages the latent world knowledge of pretrained video Vision-Language Models (VLMs) to estimate robotic task progress. Unlike prior methods that prompt VLMs to directly output progress values, which are prone to numerical misrepresentation, TOPReward extracts task progress directly from the VLM's internal token logits. In zero-shot evaluations across 130+ distinct real-world tasks and multiple robot platforms (e.g., Franka, YAM, SO-100/101), TOPReward achieves 0.947 mean Value-Order Correlation (VOC) on Qwen3-VL, dramatically outperforming the state-of-the-art GVL baseline which achieves near-zero correlation on the same open-source model. We further demonstrate that TOPReward serves as a versatile tool for downstream applications, including success detection and reward-aligned behavior cloning.


翻译:尽管视觉-语言-动作(VLA)模型在预训练方面取得了快速进展,但它们在强化学习(RL)中的发展仍然受到现实场景中样本效率低和奖励稀疏的阻碍。开发可泛化的过程奖励模型对于提供弥合这一差距所需的细粒度反馈至关重要,然而现有的时序价值函数往往无法泛化到其训练域之外。我们提出了TOPReward,一种新颖的、基于概率的时序价值函数,它利用预训练视频视觉-语言模型(VLM)的潜在世界知识来估计机器人任务进度。与先前方法(通过提示VLM直接输出进度值,容易产生数值误表示)不同,TOPReward直接从VLM内部的词元对数概率中提取任务进度。在涵盖130多个不同现实世界任务和多个机器人平台(例如Franka、YAM、SO-100/101)的零样本评估中,TOPReward在Qwen3-VL上实现了0.947的平均价值顺序相关性(VOC),显著优于最先进的GVL基线(该基线在同一开源模型上的相关性接近零)。我们进一步证明,TOPReward可作为下游应用(包括成功检测和奖励对齐的行为克隆)的多功能工具。

0
下载
关闭预览

相关内容

深度强化学习中的奖励模型:综述
专知会员服务
29+阅读 · 2025年6月20日
【ICML2025】从混淆的离线数据中自动构造奖励函数
专知会员服务
9+阅读 · 2025年5月22日
【博士论文】强化学习智能体的奖励函数设计
专知会员服务
48+阅读 · 2025年4月8日
基于模型的强化学习综述
专知
42+阅读 · 2022年7月13日
强化学习《奖励函数设计: Reward Shaping》详细解读
深度强化学习实验室
19+阅读 · 2020年9月1日
【强化学习】强化学习/增强学习/再励学习介绍
产业智能官
10+阅读 · 2018年2月23日
【强化学习】强化学习+深度学习=人工智能
产业智能官
55+阅读 · 2017年8月11日
国家自然科学基金
23+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
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
49+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
人工智能在战场行动中的演进及伊朗案例
专知会员服务
6+阅读 · 4月18日
美AI公司Anthropic推出网络安全模型“Mythos”
专知会员服务
4+阅读 · 4月18日
【博士论文】面向城市环境的可解释计算机视觉
大语言模型的自改进机制:技术综述与未来展望
《第四代军事特种作战部队选拔与评估》
专知会员服务
3+阅读 · 4月18日
相关基金
国家自然科学基金
23+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
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
49+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员