TinyVLA – 华东师范和上海大学推出面向机器人操控VLA模型

TinyVLA是一种新型的视觉-语言-动作（VLA）模型，专为机器人操控设计，由华东师范大学和上海大学的研究团队共同开发。与传统的VLA模型相比，TinyVLA在推理速度和数据需求方面表现出色，采用了先进的轻量级多模态架构和扩散策略解码器，显著提高了处理效率，并减少了对大规模数据集的依赖。经过在模拟及实际机器人平台上的深入测试，TinyVLA在速度、数据效率以及多任务学习和泛化能力方面均优于现有的领先模型OpenVLA，展现了其在资源受限环境中快速部署和应用的潜力。

TinyVLA是什么

TinyVLA是一款专为机器人操控而设计的视觉-语言-动作（VLA）模型，由华东师范大学和上海大学的团队共同研发。该模型针对现有VLA模型的不足之处，如推理速度缓慢和对大规模数据预训练的高需求，提出了有效的解决方案。TinyVLA采用了轻量级的多模态模型和扩散策略解码器，显著提升了推理速度，并减少了对数据集的依赖。经过广泛的模拟和实际应用测试，TinyVLA在速度、数据利用率、以及多任务处理和泛化能力上均表现出色，为机器人控制领域提供了快速、高效的新方案，有望在资源有限的环境中实现快速的应用与推广。

TinyVLA的主要功能

• 快速推理： TinyVLA能够在极短时间内处理视觉信息和语言指令，迅速生成相应的机器人动作，显著提升决策和执行的效率。
• 数据高效： 该模型减少了对大规模机器人数据集的需求，避免了昂贵的预训练过程，从而降低了训练成本和资源消耗。
• 多任务处理： TinyVLA能够处理多种不同的任务，包括抓取、放置和堆积等，展现出卓越的多任务学习能力。
• 强泛化能力： 在全新环境、对象和指令的情况下，TinyVLA依然能够保持较高的执行成功率，展现出强大的泛化能力。

TinyVLA的技术原理

• 多模态模型初始化： TinyVLA基于预训练的多模态模型（如Pythia）构建策略网络，已在大量视觉与语言数据上进行训练，具备优秀的语义理解能力。
• 策略骨干优化： 通过训练轻量化的多模态模型（VLM），TinyVLA在保持性能的同时有效减少了模型参数量。
• 扩散策略解码器： 在微调阶段，TinyVLA采用扩散策略解码器直接输出机器人动作，取代传统的基于token的预测方法，从而提高动作预测的连贯性和准确性。
• LoRA微调技术： 通过低秩适应（LoRA）技术对预训练的VLM部分进行微调，仅更新模型中少量参数，从而保留模型的原有知识并提高训练效率。
• 一次性多步预测： TinyVLA能够一次性预测多个未来动作，而非逐步预测，提高了动作预测的连贯性及整体效率。

TinyVLA的项目地址

• 项目官网：tiny-vla.github.io
• GitHub仓库：https://github.com/lesjie-wen/tinyvla（即将开源）
• arXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2409.12514v1

TinyVLA的应用场景

• 家庭自动化： 在智能家居环境中，TinyVLA使机器人能够理解自然语言指令并完成家务任务，例如整理物品、开关灯等。
• 工业自动化： 在制造和包装生产线上，TinyVLA能够控制机器人进行精密的组装、分拣和质量检测等工作。
• 服务机器人： 在餐饮或医疗服务领域，TinyVLA帮助机器人理解客户需求，从而提供点餐、送餐或导医等服务。
• 灾难响应： 在灾害救援场景中，TinyVLA为机器人提供指导，使其能够在复杂环境中有效进行搜索和救援任务。
• 教育和培训： TinyVLA作为教育机器人的核心，通过互动学习辅助儿童教育或专业技能培训。
• 实验室助理： 在科学实验室，TinyVLA指导机器人执行样品处理、化学分析等重复性工作。

常见问题

• TinyVLA是否支持多种语言指令？ 是的，TinyVLA可以理解多种语言的指令，适应不同用户的需求。
• 如何获取TinyVLA的代码？ TinyVLA的代码将在GitHub上开源，用户可以访问我们的GitHub仓库进行下载。
• TinyVLA的训练数据来源是什么？ TinyVLA使用了多种公开的视觉和语言数据集进行训练，确保模型具备良好的语义理解能力。