该论文提出 GlobMP(全局运动规划),将规划与引导统一为一个连续时间规划问题,用分段多项式曲线上的梯度投影方法,在代价降低与可行性恢复之间交替。作者证明:在温和假设下,从细网格起点出发,随着多项式段数增加,代价趋近全局最优,约束可满足任意容差或在稳定实例上精确满足。实验覆盖多达 200 台机器人的团队、Robotarium 测试平台多机器人规划与扩展基准、迷宫导航,以及在双臂人形机器人上引导触觉反应式策略,并报告优于强基线。
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该论文面向自主机器人手术中的缝合任务,提出一条从图像到操作的流水线,在生成实时缝线重建的同时执行安全且优化的序列操作,以完成长时程任务。作者指出,可变形缝线没有固定位姿可供跟踪、有效自由度近乎无限,构型难以预测,因此需要重新估计缝线状态而非做假设;缝线操作还涉及依赖过去和当前接触点的序列动作,这些接触点必须被准确、连续地跟踪。
研究在六个流匹配 VLA 机器人策略上对比单步与多步采样,发现单步动作生成在大规模下基本与多步采样持平,多步欧拉积分在推理阶段几乎没有一致优势。该结论在模型训练充分且容量足够时成立。作者据此指出,大型 VLA 可直接从多步模型获得单步策略,无需重训练、蒸馏或额外辅助目标,即可实现低延迟部署。
该论文提出 Co^2Gen 框架,用于在无需人类遥操作的情况下自动生成多机器人协作数据,以训练去中心化 VLA 模型。框架先用去中心化协同规划方法生成以可执行函数形式表示的多机器人协作计划,再用该计划产出协作演示数据,并以去中心化方式微调 VLA 模型。实验显示,用这些数据微调后的 VLA 模型在去中心化协作任务上的表现,与用人类遥操作协作数据微调的模型相当。
研究提出 PATH-Net,一种偏好感知的可通行性估计分层网络,用于越野遥操作,可自适应生成以操作员偏好为条件的可通行性代价地图与速度曲线。该网络通过多头共享骨干融合视觉与几何鸟瞰图特征及短期历史车辆状态,并用最大熵逆强化学习与稀疏速度监督优化速度建议;非对称特征聚合机制将推断拆分为代价分支与速度分支。在 15 名操作员、225 条遥操作轨迹上的实验中,修正 Hausdorff 距离为 0.17 米(激进偏好)和 0.15 米(保守偏好);问卷评估中 NASA-TLX 工作负荷评分从无建议时的 34.7 降至 22.2。
论文提出 OASIS(在线锚点中心场景推理系统),用稀疏锚点节点表示室内环境,每个节点融合语义描述、视觉特征与几何状态,支持在线建图、开放词汇检索与导航。系统复用导航中采集的瞬时观测,在场景变化后重新定位被移动的物体,并以紧凑记忆支持按需证据提取与分层检索。在仿真与真实环境的标准检索基准及静态、动态导航任务中完成验证。
PhysibleMDM 在推理阶段优化扩散噪声,无需重新训练运动扩散模型,即可提升生成运动的物理可行性。其约束由运动学检查(地面穿透、滑移、自碰撞)与基于锥规划逆动力学的动力学测试组成,并用 Sep-CMA-ES 求解黑盒优化问题,再以自回归方式串联片段生成长序列。在 SMPL 人形模型的 100 种运动风格上,平均地面穿透、自碰撞穿透与地面滑移分别降低 75%、92%、74%;在自定义双足机器人的 11 个序列上,每序列平均加速度重建误差中位数降低 89.5%,平均逆动力学残差中位数降低 79.5%。
论文提出 CARE 框架,用轻量评论家模型监测本地执行器的执行可靠性,在不可靠时把控制权升级给更强的云端模型,并在升级后保持控制直至智能体恢复,避免逐步切换;共享交接记忆跨执行器维护执行上下文与任务级进度,使模型介入时无需从头开始。在多个具身基准上,CARE 的任务成功率比最强协作基线高 6.3-18.3 个百分点,接近或超过纯云端方案,同时将动作间隔中位延迟降低 28.8-82.6%。
论文提出时空重定向(STR)方法,利用视觉语言模型选择相关运动信号与身体部位,并据此识别关键帧,为关键帧分配更多求解器迭代、为选定部位赋予更高交互权重,以替代统一的逐帧迭代预算。同时引入力学感知接触锚定(MCA),用近似物体力旋量模型细化物体表面接触位置。在此基础上开发时空强化学习(STRL),结合自适应关键阶段采样与基于目标接近度和接触力的奖励。在Unitree G1仿真和Unitree R1真机实验中,STR以更低计算成本提升了几何接触覆盖率与连续性,并改善了下游物体交互任务的完成度。
该研究提出一套集成传感与控制系统,可在CT孔内完成呼吸门控自主进针,无需手动置针或患者屏气。实验验证了系统跟踪与预测患者呼吸周期、执行自主呼吸门控进针以及检测呼吸周期异常的能力。研究目标是缩短CT引导肺活检的手术时间、减轻患者不适并降低辐射暴露。
研究提出Alpha框架,在仿真中对LLM驱动机器人操作按感知(传感器延迟)、驱动(抓取滑移)、运动学(不可达目标)、规划(规划器输出损坏)四类注入校准故障。在150回合配对矩阵中,Llama-3智能体成功率44.0%(33/75),确定性脚本Oracle为64.0%(48/75),McNemar p=3.01×10^-4;剔除规划器输出损坏后两者均为55.0%(33/60),不一致对数为零(p=1.00)。作者据此认为性能差距全部来自提示词到JSON的序列化与验证接口,而非认知推理缺陷,并审计了169次历史试点。
该论文综述基于触觉的机器人操作研究,将其划分为力学驱动与数据驱动两条互补路径:前者通过接触力学和任务特定推理显式解读触觉信号,形成与操作相关的状态表征并影响机器人动作;后者直接从数据学习触觉表征与操作策略,涵盖模仿学习、强化学习、视觉-语言-动作模型和预测模型。文章先介绍触觉传感基础,再分别回顾两条路径的进展,最后讨论面向可扩展、可泛化、稳健的触觉使能机器人系统的开放挑战与未来机遇。
论文提出 FRED 框架,通过自蒸馏让世界动作模型(WAM)在单步去噪中从噪声预测未来视频表征,并以真实未来观测提取的表征为目标,同时以历史观测作为时间上下文条件。在多种真实世界操作场景中,FRED 持续优于同类 WAM,在零样本环境泛化的长时程与域外任务上提升明显;在仅有人类视频演示、无机器人训练数据的任务上成功率达 50.0%,最佳对比方法为 19.4%。
论文研究用于人形机器人运动的 Multi-PBRS(多势函数奖励塑形),并提出统一奖励配置,在九台人形机器人上使用相同奖励结构与权重进行验证,仅需关节/连杆映射和默认姿态等机器人特定元数据,无需逐台重新设计奖励。实验称相比标准塑形,MPBRS 在不同机器人间缩放行为更一致、调优敏感性更低,且不改变最优策略。
arXiv 2610.25600v2 提出向量量化世界模型(VQ-WM),将离散隐状态搜索与连续视觉反馈控制结合用于机器人长程操作规划:离散隐预测器建模向量量化隐状态转移以寻找最短路径,学习控制器通过视觉反馈依次到达规划状态并纠正偏差。方法以首达时间估计器替代欧氏距离作为准度量,使规划抽象与控制器能力对齐。在实体机器人汉诺塔任务上,仅用短时演示数据即达到100%成功率,而VLA、WAM等基础模型仅在训练数据含解轨迹时成功;在涵盖操作与运动的仿真基准上比最强世界模型高13.3至85.3个百分点。
论文提出仅用RGB-D相机的低成本自主框架TrackDeform3D,用于采集可变形物体的3D关键点数据:方法识别3D关键点并跟踪其轨迹,引入运动一致性约束生成时间平滑、几何一致的数据。在多种物体类别上与多个先进跟踪方法对比,几何与跟踪精度均有一致提升。基于该框架发布的数据集包含6个可变形物体、总计110分钟轨迹数据。
论文发现VLA动作生成与图像/视频生成差异显著:仅将训练时间步分布偏向噪声端点,即可在LIBERO、LIBERO-Plus、LIBERO-Pro及真实机器人任务上获得强单步策略;对多种架构的开源VLA模型,用单次前向替代迭代解码,在LIBERO、CALVIN、SimplerEnv等基准上常与原多步解码相当。作者用标准Flow Matching的不可约速度损失R_v(t,c)解释:VLA在噪声端点处该损失更小,而图像生成模型多呈U形;学习到的生成映射对初始噪声的雅可比最大奇异值在动作生成中明显更小。作者认为VLA的条件-目标结构更接近图像到文本,使单步生成更易实现,代码与训练配置已开源。
arXiv:2506.21697v2 提出随机神经控制屏障函数(SNCBF)的可验证安全合成方法,覆盖激活函数二阶可微的光滑 SNCBF 与使用 ReLU 激活的 SNCBF 两类情形。方法包含两个框架:面向光滑 SNCBF 的免验证合成框架,以及同时适用于光滑与 ReLU SNCBF 的验证在环合成框架。作者在倒立摆、Darboux 和独轮车模型三个案例中验证了所提框架。
研究提出 Cartender 方法,从真实驾驶记录中构建反事实分支:由视觉语言模型提出替代未来及对应选择指令,不受支持的指令作为负标签,无需模拟器。方法学习场景-语言兼容性分数调节轨迹生成,并用奖励训练的语言残差对候选重排序。在 WOD-E2E 上,3,603 个可行指令条件下最佳提案 RFS 为 8.642;8,974 个被接受提案平均 RFS 8.203,高于匹配记录轨迹的 7.906,67% 提案得分超过记录对应项。同场景配对指令成功率从 23.67% 升至 57.00%,RFS 从 6.32 升至 7.10,不可行指令执行率从 53.36% 降至 14.18%。
论文提出 PaceVLA 框架,用于解决 VLA 模型因从遥操作演示学习细粒度时间模式、需大量底层动作步而导致的执行时间效率低问题。该框架包含两个耦合组件:基于共享动作专家的模式特定动作解码器,支持多种时间粒度与预测时域;以及可量化性引导的模式选择方案和上下文条件路由器,在每个推理步判断粗粒度执行是否合适并选择执行模式。在三个多任务仿真基准和六个真实世界任务上,PaceVLA 在多种具身形态(含长时程与灵巧操作)中提升执行效率并保持任务成功率。

