阿里巴巴达摩院发布WorldVLA模型,首次实现世界模型与动作模型深度融合,全自回归模型突破多模态生成瓶颈,WorldVLA开源助力具身智能研究

2025-09-30 03:46:03 3890次浏览

  

岑俊博士现任阿里巴巴达摩院具身智能大模型算法研究员,毕业于香港科技大学,主要研究方向为具身智能VLA模型与世界模型。

阿里巴巴达摩院创新性地提出了WorldVLA模型,首次实现了世界模型(World Model)与动作模型(Action Model/VLA Model)的深度融合。该模型是一个统一处理文本、图像、动作理解与生成的全自回归模型。

论文标题:WorldVLA: Towards Autoregressive Action World Model

代码开源地址:https://github.com/alibaba-damo-academy/WorldVLA

研究背景

视觉-语言-动作(VLA)模型已成为机器人动作建模研究的重要方向。这类模型通常基于多模态大语言模型(MLLMs)构建,通过添加动作输出模块实现动作生成。虽然MLLMs在感知决策方面表现优异,使VLA模型具备良好的任务泛化能力,但其对动作本身的 理解深度不足。现有方法将动作仅视为输出结果,缺乏对动作输入的建模分析。而世界模型虽能基于当前观测预测未来视觉状态,理解视觉信息与行为动态,却无法直接生成动作输出,在需要显式动作规划的场景中存在功能缺失。

为解决这一技术瓶颈,研究团队提出WorldVLA模型。该模型采用三个独立编码器分别处理图像、文本和动作数据,通过共享词表设计实现在统一语言模型架构下的跨模态理解与生成。世界模型模块通过动作输入生成视觉表示,学习环境物理规律;动作模型则增强视觉理解能力,形成双向促进机制。实验表明,这种融合架构显著提升了系统的鲁棒性和全面性。

关键技术突破

针对自回归模型中连续动作生成导致的误差累积问题,研究团队创新性地提出了动作注意力掩码策略。该策略在生成当前动作时选择性屏蔽历史动作信息,有效缓解了误差传播问题。在LIBERO基准测试中,WorldVLA的抓取成功率较传统动作模型提升4%,视频生成质量指标FVD降低10%。在动作分块生成任务中,注意力掩码策略使抓取成功率提升4%-23%,显著优于传统自回归方法。

模型架构

WorldVLA采用多模态统一建模框架:通过动作模型实现图像到动作的转换,通过世界模型完成图像与动作到未来图像的预测。模型使用Action Model数据和World Model数据进行联合训练,其中Action Model处理图像和文本指令生成动作,World Model则基于当前帧图像和动作生成下一帧图像。

创新性方法

针对多动作序列生成中的误差累积问题,研究团队设计了一种创新的注意力掩码机制。该机制在生成动作时仅保留图像历史信息,屏蔽先前动作数据,从而有效解决了因动作模态预训练不足导致的泛化能力受限问题。

实验验证

在LIBERO基准测试中,WorldVLA在无需预训练的情况下,性能已超越需要预训练的全自 回归模型OpenVLA。消融实验证实,世界模型的引入显著提升了动作模型的性能。注意力掩码策略的应用使各项任务成功率获得全面提升。

应用展示

可视化实验表明,WorldVLA能够准确理解指令并生成相应动作,同时可以根据当前动作和图像高质量预测下一帧图像,展现了出色的跨模态理解和生成能力。

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