5 月 7 日消息，星動(dòng)紀(jì)元今日在官方公眾號(hào)上宣布，開源首個(gè) AIGC 機(jī)器人大模型 VPP（Video Prediction Policy）。
據(jù)了解，生成式機(jī)器人大模型 VPP 由清華大學(xué)叉院的 ISRLab 和星動(dòng)紀(jì)元合作開發(fā)，將視頻擴(kuò)散模型的泛化能力轉(zhuǎn)移到了通用機(jī)器人操作策略中，解決了 diffusion 推理速度的問題，讓機(jī)器人實(shí)時(shí)進(jìn)行未來預(yù)測(cè)和動(dòng)作執(zhí)行，大大提升機(jī)器人策略泛化性，并且現(xiàn)已全部開源，相關(guān)成果入選 ICML 2025 Spotlight。
星動(dòng)紀(jì)元介紹稱，VPP 利用了大量互聯(lián)網(wǎng)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，直接學(xué)習(xí)人類動(dòng)作，減輕了對(duì)于高質(zhì)量機(jī)器人真機(jī)數(shù)據(jù)的依賴，且可在不同人形機(jī)器人本體之間自如切換，這有望大大加速人形機(jī)器人的商業(yè)化落地。
目前 AI 大模型領(lǐng)域有兩種主流方法，基于自回歸的理解模型和基于擴(kuò)散的生成模型，各自代表作分別為自回歸的 GPT 和生成式的 Sora：
GPT 的思路演化到具身智能領(lǐng)域，就是以 PI（ Physical Intelligence ）為代表的 VLA 技術(shù)，是從視覺語言理解模型（VLM）微調(diào)而來，擅長抽象推理和語義理解。
生成式的技術(shù)與機(jī)器人的碰撞，就誕生了 VPP 這樣的生成式機(jī)器人大模型。
然而，人工智能領(lǐng)域存在著著名的莫拉維克悖論（Moravec's paradox）：高級(jí)推理功能反而容易（例如圍棋、數(shù)學(xué)題），下層的感知和執(zhí)行反而困難（例如各種家務(wù)）。VLM 更擅長高層級(jí)的推理，而 AIGC 生成式模型更擅長細(xì)節(jié)處理。VPP 基于 AIGC 視頻擴(kuò)散模型而來，在底層的感知和控制有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
如圖所示，VPP 分成兩階段的學(xué)習(xí)框架，最終實(shí)現(xiàn)基于文本指令的視頻動(dòng)作生成。第一階段利用視頻擴(kuò)散模型學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)性視覺表征；第二階段通過 Video Former 和 DiT 擴(kuò)散策略進(jìn)行動(dòng)作學(xué)習(xí)。
1、提前預(yù)知未來：VPP 讓機(jī)器人行動(dòng)前做到“心里有數(shù)”
以往機(jī)器人策略（例如：VLA 模型）往往只能根據(jù)當(dāng)前觀測(cè)進(jìn)行動(dòng)作學(xué)習(xí)，機(jī)器人策略需要先理解指令和場(chǎng)景，再執(zhí)行。VPP 能夠提前預(yù)知未來的場(chǎng)景，讓機(jī)器人“看著答案”行動(dòng)，大大增強(qiáng)泛化能力。
VPP 視頻預(yù)測(cè)結(jié)果與機(jī)器人實(shí)際物理執(zhí)行結(jié)果幾乎一致。能被視頻生成的，就能被機(jī)器人執(zhí)行。
2、高頻預(yù)測(cè)和執(zhí)行：VPP 讓機(jī)器人執(zhí)行速度“更快一步”
AIGC 視頻擴(kuò)散模型雖能生成逼真的視頻，但往往花費(fèi)大量推理時(shí)間。星動(dòng)紀(jì)元研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，不需要精確地預(yù)測(cè)未來的每個(gè)像素，通過有效提取視頻模型中間層的表征，單步去噪的預(yù)測(cè)就可以蘊(yùn)含大量未來信息。這讓模型預(yù)測(cè)時(shí)間小于 150ms，模型的預(yù)測(cè)頻率約 6-10hz，通過 action chunk size = 10，模型的控制頻率能超過 50Hz。
如圖所示，單步視頻擴(kuò)散模型預(yù)測(cè)已經(jīng)蘊(yùn)含大量未來信息，足夠?qū)崿F(xiàn)高頻預(yù)測(cè)（規(guī)劃）和執(zhí)行。
3、跨本體學(xué)習(xí)：VPP 讓機(jī)器人先驗(yàn)知識(shí)流通“暢通無阻”
如何利用不同本體的機(jī)器人數(shù)據(jù)是一個(gè)巨大的難題。VLA 模型只能學(xué)習(xí)不同維度的低維度 action 信息，而 VPP 可以直接學(xué)習(xí)各種形態(tài)機(jī)器人的視頻數(shù)據(jù)，不存在維度不同的問題。如果將人類本體也當(dāng)作一種機(jī)器本體，VPP 也可以直接學(xué)習(xí)人類操作數(shù)據(jù)，降低數(shù)據(jù)獲取成本。同時(shí)視頻數(shù)據(jù)也包含比低維度動(dòng)作更加豐富的信息，提高模型泛化能力。
VPP 能學(xué)習(xí)跨本體的豐富視頻數(shù)據(jù)，相比之下，VLA 只能學(xué)習(xí)維度不一致的低維動(dòng)作信號(hào)。
4、基準(zhǔn)測(cè)試領(lǐng)先：VPP 讓機(jī)器人性能“一騎絕塵”
在 Calvin ABC-D 基準(zhǔn)測(cè)試中，實(shí)現(xiàn)了 4.33 的任務(wù)完成平均長度，已經(jīng)接近任務(wù)的滿分 5.0。相較于先前技術(shù)，VPP 實(shí)現(xiàn)了 41.5% 的提升。
左圖為 Calvin ABC-D 任務(wù)的平均長度對(duì)比，右圖為 Real-World Dexterous Hand 任務(wù)的成功率對(duì)比?？梢钥闯觯琕PP 方法在這兩項(xiàng)指標(biāo)中均取得了最佳表現(xiàn)，在仿真環(huán)境任務(wù)完成平均長度達(dá)到 4.33，真機(jī)測(cè)試成功率為 67%，顯著優(yōu)于其他方法。
5、真實(shí)世界靈巧操作：VPP 讓機(jī)器人靈巧操作“舉一反三”
在真實(shí)世界的測(cè)試中，VPP 模型展現(xiàn)出了良好的多任務(wù)學(xué)習(xí)能力和泛化能力。在星動(dòng)紀(jì)元單臂 + 仿人五指靈巧手靈巧手 XHAND 平臺(tái)，VPP 能使用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)完成 100+ 種復(fù)雜靈巧操作任務(wù)，例如抓取、放置、堆疊、倒水、工具使用等，在雙臂人形機(jī)器人平臺(tái)能完成 50+ 種復(fù)雜靈巧操作任務(wù)。
6、可解釋性與調(diào)試優(yōu)化：VPP 讓機(jī)器人“透明可控”
VPP 的預(yù)測(cè)視覺表示在一定程度上是可解釋的，開發(fā)者在不通過 real-world 測(cè)試情況下，通過預(yù)測(cè)的視頻來提前發(fā)現(xiàn)失敗的場(chǎng)景和任務(wù)，進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)試和優(yōu)化。
而 VLA 模型是完全端到端的模型，開發(fā)者在調(diào)試優(yōu)化中需要大量真實(shí)世界的測(cè)試來找到模型漏洞，需要花費(fèi)大量的時(shí)間。
