论文精读 · 机器人基础模型 · 触觉

ME-Dex 1.0

Bringing Heterogeneous Tactile Sensing into World Action Modeling

把触觉当作和视频一样需要预测的未来观测,而不只是喂给模型的条件。视频、触觉、动作各有一个专家,在世界动作模型里一起从噪声去噪,动作专家在中间层读取“未来画面”和“未来接触”的表示。

  • 理想汽车 Foundation Model 团队
  • arXiv 2609.21449v2 [cs.CV]
  • v2 2026-09-21
  • arXiv · 项目页 · 代码
示意,不是论文数据 法向力小 → 大 短线 = 切向合力 低于死区的读数不着色

做了什么

在视频+动作的世界动作模型(WAM)里加第三路触觉专家,训练时同时预测未来视频、未来触觉潜变量和动作块,三路用 flow matching 联合去噪,只在中间层(H-Bridge)共享注意力。

怎么统一异构触觉

Canonical Hand Model 把夹爪和灵巧手的传感面对齐到一只“规范手”的指区和掌区;Unified Tactile Autoencoder 把各种力场压成顺序固定的区域 token。

结果

RoboTwin 50 任务 91.56 / 91.92(Clean / Random),比 Fast-WAM 高约 2.3–2.7 点;DexJoCo 平均 65.3(DECO.p 57.8);ManiFeel 平均 70.0(官方 Diffusion Policy 55.0)。

最该留意的

RoboTwin 上推理时把当前触觉置零,成功率几乎不变(91.70 / 91.74)。触觉的作用主要在训练期的预测监督,增益只有 1–3 点且是单种子;DexJoCo 和 ManiFeel 没有去掉触觉的消融;真机只有定性展示。

问题

触觉只当条件输入,缺了什么

把触觉接进机器人策略,最常见的做法是把当前触觉编码后当条件:在 VLA 里拼进前缀 token,在 WAM 里挂到动作专家旁边(下图 a、b 的虚线 “condition”)。这样做简单,但模型从来不需要回答一个问题:接下来接触会怎么变。

论文的核心主张是:触觉和视频一样,都是对“不断演化的世界状态”的观测,所以应该和视频一起作为未来观测来预测。WAM 已经表明,让模型预测未来画面有助于动作生成;ME-Dex 把同样的逻辑推到触觉上,让模型预测未来接触的演化,动作专家再通过共享注意力读到这部分表示。

原文 Figure 1三种范式。(a) VLA:VLM + 动作专家,有的设计把当前触觉编码后作为条件。(b) WAM:联合预测未来视频和动作,触觉仍然只是条件(虚线)。(c) ME-Dex:MoT 里多了一个触觉专家,未来视频、未来动作、未来触觉三者一起输出。看 (b) 到 (c) 的变化:触觉从一条虚线条件,变成了和视频并列、有自己输出的一路。

要把这件事做成,作者列了三个缺口,每个缺口对应一个组件:

数据缺口RoboTwin、DexJoCo 没有原生触觉;HATO、ManiFeel 的触觉数据规模有限、格式各异;采集同步的触觉+动作数据成本高。Agentic Tactile Data Engine:在仿真里回放轨迹,用力传感器直接记录触觉。
表示缺口不同传感器、不同本体(夹爪 / 灵巧手)的触觉布局各不相同,没有共享表示就没法放在一起训练。Canonical Hand Model + Unified Tactile AE:统一空间参照,统一潜空间。
模型缺口怎样在一个预测架构里同时学未来视频、未来触觉和动作,并让动作生成用得上未来触觉的表示。三专家 MoT + H-Bridge:三路 flow matching 联合去噪,中间层共享注意力。

解读这套论证和“WAM 为什么比 VLA 好”是同一条

核心是更密的未来监督能塑造更好的表示。要检验它,得看两件事:去掉“预测未来触觉”会掉多少分;推理时触觉输入到底被用了多少。结果部分会看到,在 RoboTwin 上这两个答案都偏小。另外,朴素地把触觉当条件并不是白给的:π0.5+Tac 在 RoboTwin Random 上比 π0.5 低 3.08 点,在 DexJoCo 平均低 6.5 点(36.7 → 30.2)。

方法 · 全局

一张图看全局

原文 Figure 2左:三列依次是视频、动作、触觉专家。下方 ×N 和上方 ×N 是各自独立的浅层 / 深层块,中间 ×L 的虚线框是 H-Bridge 共享层:各专家先各自算 QKV,再做一次多模态联合自注意力,然后各走各的 FFN;视频专家多一个对 T5 指令的 cross-attention。底部实心小方块是干净 token(条件),斜线方块是噪声 token(生成目标)。右:Canonical Hand Model(异构传感面映射到规范手)和 Unified Tactile Encoder(Surface CNN → Surface Swin Attention → Region Learned Pooling → Masked Region Attention → 规范区域 token)。触觉图例:颜色是法向力,箭头是切向合力。点图可放大。

形式化(论文 §3.2)。在时刻 t,模型拿到任务指令 ℓ、当前图像 It(作为视频首帧)、本体状态 st 和当前触觉 Tt,编码后组成条件:

Ct = ( ℓ, st, ztvis, zttac )(1)

要生成的是同一物理时间窗里的三样东西:动作块 A+ = (at, …, at+k−1)、未来视频潜变量 Zvis,+、未来触觉潜变量 Ztac,+。模型学的是它们的联合分布,策略是这个联合分布对动作的边缘:

πθ(A+ | Ct) = ∫ pθ(A+, Zvis,+, Ztac,+ | Ct) dZvis,+ dZtac,+(3)(4)

实现上不做积分:三样东西一起采样,只保留动作。未来视频和未来触觉的真值只在训练时作为目标出现,推理时拿不到。

让动作真正“依赖”未来观测的是式 (5):在 H-Bridge 层 j ∈ 𝓑,动作侧的更新同时读取视频和触觉的隐状态。

Hj+1act = 𝓕jact( Hjact, Hjvis, Hjtac ),   j ∈ 𝓑(5)

方法 · 统一触觉表示

先对齐到一只“规范手”,再压成区域 token

触觉输入长什么样

每个传感面 r 给出一个力场 Ft(r) ∈ ℝ3×H×W:一个法向分量加两个切向分量,定义在 H×W 网格上。布局掩码标出哪些网格点是有效传感位置(包括当下没有接触的位置)。预处理依次是平滑死区、逐通道 asinh 压缩、归一化、裁剪,最后法向落在 [0, 1],切向落在 [−1, 1]。页首的动画就是这种数据的样子。

原文 Figure 3五个触觉来源,从左到右:RoboTwin(双臂夹爪,仿真)、DexJoCo(灵巧手,仿真)、ManiFeel(夹爪,仿真,原生三维触觉力)、Xynova Flex2 灵巧手(真机)、带触觉的 LeRobot SO-101 夹爪(真机)。传感面的形状、分辨率、覆盖范围各不相同,这就是要统一表示的原因。

Canonical Hand Model

以人手为模板,为左右手各定义手指区和手掌区,把夹爪和灵巧手看成这个模板的“形态变体”。区域分配只提供共同的空间参照,不要求各末端执行器的表面几何一致。

  • 灵巧手:每个传感面分到它所在的手指或手掌区。
  • RoboTwin 夹爪:两个传感面分别映射到拇指区和食指区,每个面再切成 4 个互不重叠、有顺序的 patch。
  • 不同来源只覆盖模板的不同子集。区域掩码把“这个本体根本没有这块传感器”和“有传感器但此刻没接触”区分开,论文特意强调要保住这个区别。

动手看:两种本体落到同一只规范手上

不存在(被掩码) 有传感器,没接触 有接触

点击有传感器的区域(或 patch)切换“接触 / 无接触”;点击斜线区域看掩码的含义。

Unified Tactile Autoencoder

区域分配解决了空间对应,但各来源的力场在分辨率、表面几何、覆盖范围上仍然不同。要让一个触觉预测器通吃,需要一个紧凑、空间组织一致、又保留局部力模式和接触变化的潜空间。这就是 AE 的任务,它在触觉这一路扮演视频 VAE 的角色。

编码器 · 确定性,传感面间共享参数,逐帧

  1. 残差卷积网络提取局部力特征 Surface CNN
  2. 窗口 + 移位窗口注意力,在每个传感面内部 Surface Swin Attention
  3. 带掩码的可学习池化,只在有效传感位置上汇聚。夹爪面在 4 个 patch 内分别池化,灵巧手面整面池化 Region Learned Pooling
  4. token 放进规范槽位,加上区域嵌入和池化类型嵌入;2 层带掩码 Transformer 在同一帧的有效区域之间交换信息。未观测区域保持掩码、输出为 0 Masked Region Attention
→ zttac ∈ ℝN×d,N 个区域 token

解码器 · 从区域 token 还原力场

  1. 收集属于每个传感面的 token,用局部网格位置作 query 做 cross-attention
  2. 残差 MLP + 卷积细化,恢复传感面特征
  3. 力头预测法向和切向分量,接触头预测接触概率
  4. 重建力场 = 力预测 × 接触概率 × 有效位置掩码(后两者沿力通道广播)
→ F̂ ∈ ℝ3×H×W,每个传感面一张
𝓛AE = 𝓛force + 𝓛contact + 𝓛change + λlat 𝓛latent(6)
𝓛_forceSmooth L1。接触位置监督门控之前的力预测,背景位置监督门控之后的重建。
𝓛_contact平衡二元交叉熵,软标签来自死区处理之前的力幅值。
𝓛_change相邻帧的力差要对得上,接触开始和松开的位置权重更大。
𝓛_latent让“有效但没接触”区域的池化特征靠近同一布局下全零输入得到的特征,给“没接触”一个一致的潜空间参照。

AE 在多源触觉上单独预训练,之后冻结,给联合模型提供三样东西:当前触觉条件、未来触觉目标、把预测潜变量还原成力场的解码器。冻结是为了防止在各基准上训练策略时触觉表示漂移。

重建效果(原文 Table 5)。在 RoboTwin、DexJoCo、ManiFeel 的触觉上联合训练,每个来源按 8:2 切分训练 / 测试轨迹。

平台接触 F1 ↑接触力 MAE ↓变化 F1 ↑变化量 MAE ↓
RoboTwin96.560.0179789.730.01849
DexJoCo90.050.0280768.730.04293
ManiFeel99.690.0547866.960.06899

前两列在均匀采样的时间窗上算:接触检测 F1、接触节点处的力 MAE。后两列在“高变化”时间窗上算:接触开始 / 松开位置的转变 F1、相邻帧力差的 MAE。MAE 在各来源自己的归一化空间里算,不能跨平台比较。

解读重建里最难的正好是接触转变

接触检测在三个平台都在 90% 以上,但转变 F1 在 DexJoCo 只有 68.73、ManiFeel 66.96,明显低于 RoboTwin 的 89.73。接触的开始和松开是接触任务里最关键的瞬间,也是这个表示最弱的地方。这张表衡量的是 AE 能否复现这些信号,不衡量信号本身是否接近真实触觉。

方法 · World Action Tactile Model

三个专家,只在中间层交换信息

三个专家各是一个独立的 Transformer,都用 flow matching 训练。深度相同(都是 30 层),宽度不同。相同的深度让它们可以在对应层上交互,各自的宽度和表示保持独立。

视频专家动作专家触觉专家
结构沿用 Wan2.2-5BTransformer潜空间里的 DiT
层数 / 宽度30 / 307230 / 102430 / 512
初始化Motus 权重(在多样机器人数据上预训练)Motus 权重随机初始化
干净条件编码后的首帧本体状态 st编码后的当前触觉帧
生成目标未来视频潜变量动作块(k 步)未来触觉潜变量 ∈ ℝT×N×d
其他对 T5 指令做 cross-attention(图 2)输出是唯一用于控制的量冻结 AE 逐帧编码得到目标

点开架构:每一格是什么,哪些层能互相看见

输出 解码器 编码器 输入

注意力可见性

行 = query,列 = key。V₀ 首帧、V⁺ 未来视频、s 本体状态、A⁺ 动作块、T₀ 当前触觉、T⁺ 未来触觉。论文只说在 H-Bridge 层“对视频、触觉、动作 token 做联合注意力”,没有写更细的掩码(例如时间因果)。这里只画模态之间是否可见,模态内部画成全可见。解读

H-Bridge 共享注意力。借鉴 H-Bridge(CVPR 2026):跨模态交互只放在中间一组层 𝓑。在这些层里,各专家把特征投影到兼容的注意力维度,在视频、触觉、动作全部 token 上做联合自注意力,再映射回各自的宽度;浅层和深层各算各的。论文给的理由有三条:信息交换集中在网络中段;输入端和输出端保留模态专属的处理;需要跨模态注意力的层更少。

表 1 里的 VA、Tac Cond.、Full Joint 三个变体用的是“每一层都联合注意力”;只在中间层联合之后(完整模型),Clean +2.20、Random +1.32。这是整个消融链里 Clean 上最大的一步。

未披露论文没给的架构细节

𝓑 具体是哪几层(图 2 只标了 ×N / ×L / ×N;按每个专家 30 层推算应有 2N + L = 30 解读);动作块长度 k;未来触觉帧数 T;区域 token 数 N 和宽度 d;注意力有没有时间因果掩码;去噪步数;推理延迟和控制频率;训练算力。

方法 · 联合训练与推理

一套 flow matching,三个噪声水平

xσmm = (1 − σm) x0m + σm εm,    um = εm − x0m,   m ∈ {vis, tac, act}(9)
𝓛joint = λvis 𝓛FMvis + λtac 𝓛FMtac + λact 𝓛FMact(11)

训练。三个干净目标分别是 Zvis,+、Ztac,+、A+。每个模态独立采样噪声水平 σm ∈ [0, 1] 和高斯噪声;首帧、本体状态、当前触觉帧始终保持干净,作为条件。专家在 H-Bridge 层交换特征,同时预测各自的速度。视频和动作用 MSE;触觉用加权平方误差,强调真值触觉潜变量里发生变化的部分。

推理。未来视频潜变量、未来触觉潜变量、动作三路都从高斯噪声出发,在固定的观测条件 Ct 下,用预测的速度一起从噪声水平 1 走到 0;每一步 H-Bridge 都在交换三路正在演化的表示。最后取出动作块去执行。视频和触觉潜变量可以用冻结的解码器还原成画面和力场,但不参与控制。

噪声水平怎么在三路之间安排

始终干净 指令 ℓ(T5) 首帧 It 本体状态 st 当前触觉 Tt
未来视频 V⁺
σ = 0.00
未来触觉 T⁺
σ = 0.00
动作块 A⁺
σ = 0.00
色条 = 信号占比斜纹 = 噪声占比
每个训练样本,三路各抽各的噪声水平

解读独立噪声水平的意义

训练时每个模态独立采样 σ,和 UWM(论文引用 [8])这类统一视频-动作扩散模型同类:同一个网络见过各种“谁干净、谁嘈杂”的组合。理论上这能支持“给定动作预测未来触觉”之类的条件查询,但 ME-Dex 只用了三路同步去噪这一种推理方式,其他查询没有评测。

方法 · 数据

Agentic Tactile Data Engine

用途是在仿真中回放和生成动作,给原本没有触觉的数据集补上触觉。论文对它的描述只有一段,流程如下:

已有示范RoboTwin、DexJoCo 的视觉 + 动作,没有触觉
仿真中回放动作让仿真里的力传感器在回放过程中直接记录触觉
补齐触觉的轨迹触觉与原有视觉、动作对齐
生成新轨迹生成并执行新的动作轨迹
同样记录得到额外的触觉数据
额外配对数据视觉 + 触觉 + 动作
输出在共享时间窗上配对的触觉、视觉、动作:既提供当前观测条件,也提供对齐的未来目标,直接用于联合训练。补录后的训练集:RoboTwin 50 任务 27,500 条 Clean + Random 轨迹;DexJoCo 1,100 条示范。

疑点“Agentic” 指什么没有说清

没有说明 agent 具体负责什么(生成轨迹?筛选?调度?)、新轨迹怎样生成、失败轨迹怎样处理、生成了多少条;也没有说明仿真里力传感器的模型,以及切向力是怎样得到的。

实验设置

在哪里测,跟谁比

RoboTwin 双臂夹爪 · 仿真

触觉
数据引擎在仿真回放中补录(夹爪两个传感面)
训练
50 任务多任务,27,500 条 Clean + Random 轨迹;另设只用 2,500 条 Clean 轨迹的泛化实验
评测
Clean 与 Random(域随机化)两种配置;评测次数未写
基线
π0.5、Fast-WAM、Motus,以及 π0.5+Tac、Fast-WAM+Tac;Clean-only 实验的基线取自 RoboTwin 排行榜

DexJoCo 灵巧手 · 仿真

触觉
同样由数据引擎在仿真中补录
训练
官方多任务设置,1,100 条示范,6 个单臂 + 5 个双臂任务
评测
rand-obj 配置;评测次数未写
基线
DP-T(引自 DexJoCo 论文)、π0.5(按官方配置自训)、π0.5+Tac、DECO(官方榜单数字)、DECO.p(DECO 官方的力-触觉方案,用其发布的 checkpoint,在作者补录触觉的 DexJoCo 数据上)

ManiFeel 夹爪 · 仿真

触觉
基准自带三维触觉力观测
训练
4 个插接 / 装配任务,每任务 50 条示范,每任务单独训练一个策略
评测
每任务 50 个评测回合
基线
ManiFeel 官方策略:Diffusion Policy,以视觉和三维触觉力场为条件

真机 两套平台

平台
单臂 LeRobot SO-101,夹爪内集成 Paxini PX6AX 触觉传感器;双臂 XR5-10-FS 机械臂 + Xynova Flex2 灵巧手
任务
插头换插座(SO-101);叠罐子(Flex2)
评测
只做定性评估,没有成功率;真机训练数据量未写

共同设定。本文训练的策略每个实验只用一个训练种子。主指标是闭环任务成功率,按各基准官方判据。统一触觉 AE 在多源触觉上单独预训练,训练策略时冻结。

基线里的 “+Tac” 怎么加。都用同一个预训练的统一触觉 AE 编码触觉。π0.5+Tac:触觉 token 和图像、语言 token 拼成前缀,条件化动作专家。Fast-WAM+Tac 和 ME-Dex (Tac Cond.):触觉 token 拼到 T5 语言 token 后面。其余结构和训练设置与对应基线一致。

结果

三个仿真基准,外加真机定性

RoboTwin · Clean + Random 混合训练

50 任务平均成功率(%)

原文 Table 1。点的位置表示数值,横轴从 50 开始。悬停看具体数字。

Clean 评测Random 评测

完整模型 91.56 / 91.92,比 Fast-WAM 高 2.34 / 2.70 点,比 Fast-WAM+Tac 高 1.34 / 1.70 点。外部基线加触觉的效果不一致:Random 下 Fast-WAM 加触觉 +1.00,π0.5 加触觉 −3.08。

消融:增益一步步从哪来

ME-Dex 变体(原文 Table 1)CleanΔ CleanRandomΔ Random

色条长度 = 相对上一行的变化量,满格约 3 个百分点,竖线是 0。所有数字都来自单种子。

只用 Clean 训练,泛化到 Random

2,500 条 Clean 示范训练后的成功率(%)

原文 Table 2。ME-Dex 两种评测下触觉都置零;基线数字取自 RoboTwin 排行榜,不是同条件复现。

Clean → CleanClean → Random

ME-Dex 89.6 / 68.1,平均 78.9,比列出的最强基线 OLA-Sem 高 7.6 点;Clean 比最强的 4D-WAM 高 8.1 点;Random 和 GigaBrain-0.7 的 67.9 接近。Fast-WAM 在 Random 上只有 1.9,说明这个设定考的主要是对视觉域变化的泛化。

DexJoCo · 灵巧手 11 任务

rand-obj 配置下的成功率(%)

原文 Table 3。颜色越深数值越高,黑框是每行最高。/B 为双臂任务。DP-T、π0.5、DECO 不用触觉;π0.5+Tac、DECO.p、ME-Dex 用触觉。

ME-Dex 平均 65.3,高于 DECO.p 57.8 和 DECO 56.4,在 7 个任务上第一。双臂平均 48.8,DECO 和 DECO.p 都是 39.6;Assembly(28.0,其余方法 ≤ 6.0)和 Microwave(88.0)领先明显。优势并不均匀:Click Mouse、Water Plant 输给 DECO,Fold Glasses 输给 DECO.p,Photograph 只有 48.0,而 DECO 是 76.0。

ManiFeel · 插接与装配

单任务训练,每任务 50 回合(%)

原文 Table 4。

ManiFeel 官方策略(Diffusion Policy)ME-Dex 1.0

平均 70.0 对 55.0,+15.0 点。最大提升在 Power Plug Insertion(58 → 88),Peg 和 USB 各 +18;Gear Assembly 反而从 66 降到 60。

定性结果

原文 Figure 4DexJoCo。左 Assembly(左手拿托盘,右手拿销子插进孔),右 Unlock iPad(拿住 iPad 输入密码 123)。三行依次是 π0.5、DECO、ME-Dex,时间从左往右。两个任务都要一只手稳住物体、另一只手做精细接触,前两者失败,ME-Dex 成功。注意这是挑选的单次 rollout。
原文 Figure 5RoboTwin。左“用黑头扫描枪扫描茶盒”,右“拉开抽屉,放进肥皂”。四行依次是 π0.5、Fast-WAM、Fast-WAM+Tac、ME-Dex,红圈标出关键交互位置。π0.5 和 Fast-WAM 两个都失败,Fast-WAM+Tac 完成了抽屉但扫描失败,ME-Dex 两个都完成。
原文 Figure 6仿真 rollout 和触觉读数。左 DexJoCo 双手装配:最右一列是两只手的触觉点,分布在各指的指面上。右 RoboTwin 放面包:最右一列是夹爪传感面上的力分布。每行一个时刻,从上往下推进,可以看到接触位置和力模式随动作变化。
原文 Figure 7真机。左 LeRobot SO-101(夹爪内置 Paxini PX6AX),把插头从一个插座移到另一个;右 Xynova Flex2 灵巧手,把右边的黄罐子叠到另一个罐子上。每行给出头部相机、腕部相机和触觉读数。论文只给了这组定性展示,没有真机成功率。

读懂它

这些数字真正说明了什么

1. 触觉主要在训练时起作用,不在推理时

RoboTwin 上把当前触觉输入置零:91.70 / 91.74,完整模型是 91.56 / 91.92。论文自己的措辞是“对当前触觉输入的敏感度有限”。Clean-only 实验更是全程触觉置零评测。

所以要问的不是“触觉反馈有没有用”,而是“把未来触觉当预测目标,能不能让表示更好”。

2. “预测未来触觉”这一步本身只贡献约 0.3–1 点

Full Joint 对比 Tac Cond.:Clean +0.32,Random +1.06。Clean 上最大的一步来自 H-Bridge(+2.20),Random 上最大的一步来自加当前触觉条件(+2.64)。

单种子,评测次数未写;差距在这个量级时,结论需要多种子确认。

3. 绝对水平主要来自 WAM 骨干

完全不用触觉的 ME-Dex (VA) 已有 88.74 / 86.90,和 Motus 88.66 / 87.02、Fast-WAM 89.22 在同一档;π0.5 只有 52.76 / 60.74。视频和动作专家都从 Motus 预训练权重初始化。

VA 之上的全部改动(触觉条件、触觉预测、H-Bridge)合计 +2.82 / +5.02 点。

4. 朴素地把触觉当条件,可能反而有害

π0.5+Tac 在 RoboTwin Random 上 −3.08,在 DexJoCo 平均从 36.7 降到 30.2(Hammer Nail 40 → 10、Pick Bucket 82 → 46)。Fast-WAM 加触觉则 +1.00。

同一个 AE 编码的触觉,接在不同骨干上效果相反。这是本文“别只当条件”论点里最直接的反面证据。

容易误解的地方

  • “真机评测证明性能提升”。摘要写“together with real robot evaluations, demonstrate improved manipulation performance”,但正文的真机部分是定性评估,只有图 7 的 rollout,没有成功率,也没有和任何基线对比。
  • “触觉让 ME-Dex 在 DexJoCo 和 ManiFeel 上领先”。这两个基准上没有 ME-Dex 不用触觉的变体,领先可能来自 5B 级 WAM 骨干和 Motus 预训练,无法归因到触觉。ManiFeel 的基线是一个 Diffusion Policy,两者规模差距很大。
  • “Clean-only 实验超过排行榜第一”。基线数字来自 RoboTwin 排行榜,训练协议未必一致;而且 ME-Dex 用了 Motus 预训练。
  • “表 5 证明仿真触觉可信”。表 5 只是 AE 的重建精度,衡量的是 AE 能否复现仿真信号,不是仿真信号像不像真实传感器。
  • “推理时只输出动作”。推理时三路一起去噪,每个动作块都要把未来视频也生成一遍(视频专家是 Wan2.2-5B 结构);只是最后只拿动作去执行。

FAQ

预测未来触觉到底带来了什么?

论文唯一直接的证据是 RoboTwin 表 1 的 Full Joint 对 Tac Cond.:Clean +0.32、Random +1.06(单种子)。在此基础上换成 H-Bridge 再加 +2.20 / +1.32,但这一步改的是注意力结构,不是触觉。

DexJoCo 和 ManiFeel 上没有“去掉触觉预测”的消融。论文也没有报告未来触觉预测本身准不准:表 5 是 AE 的重建,不是模型对未来的预测。

解读论文的机制解释是“未来触觉监督塑造了与动作专家交换的表示”(式 5),这是合理的假设,但文中没有表示层面的分析来支撑。

仿真里回放记录的力信号可信吗?

论文只说触觉是“在仿真回放时由力传感器直接记录”,没有给传感器模型、噪声设置,也没有和真实传感器做对比。表 5 衡量的是 AE 能否重建这些信号,不衡量信号本身是否真实。

RoboTwin 和 DexJoCo 的全部触觉数据都来自这个途径,而真机只有定性展示。所以“仿真触觉学到的东西能不能迁移到真实触觉”,目前没有证据。

推理时把触觉置零都不掉点,那触觉还有用吗?

在 RoboTwin 上,当前触觉输入的作用可以忽略,论文自己也承认。若说触觉有用,作用在训练阶段:把未来触觉当预测目标。置零变体仍然保留训练时的触觉监督,推理时也仍在预测未来触觉。

解读RoboTwin 以夹爪抓放为主,接触状态多半能从画面推断出来。要检验触觉反馈的价值,需要真正依赖触觉的测试,比如遮挡、透明或易滑物体、有力度要求的指令,论文没有做。论文在局限里也写了:目前触觉只通过动作块之间的观测更新和重规划起作用。

为什么要 Canonical Hand,而不是每种传感器一个编码器?

为了让一个 AE 和一个触觉专家通吃所有来源,各来源的 token 要有一致的空间含义和顺序。模板让“食指上的压力”在夹爪和灵巧手上落到同一个槽位;区域掩码区分“没有这块传感器”和“有但没接触”。

解读论文里只有 AE 是跨来源共享训练的,策略在每个基准上各自训练。所以“跨本体共享触觉表示能带来迁移”这一点还没有实验检验,比如在 RoboTwin 触觉上预训练对 DexJoCo 有没有帮助。

推理成本多大?

论文没有报告延迟、去噪步数或控制频率。

解读每个动作块都要把 Wan2.2-5B 结构的视频专家连同另外两路一起去噪,代价不低。论文引用的 Fast-WAM 研究的正是“推理时不生成视频还行不行”;ME-Dex 没有测试省掉视频的推理变体。

局限与疑点

作者承认的,和我们读出来的

论文第 5 节自述

  • 统一触觉编码器的预训练受限于数据规模和传感器多样性。计划扩展到更多传感布局和接触模式,并系统评估对未见配置的泛化。
  • 目前策略主要通过观测更新和动作块之间的重规划来使用触觉反馈。计划探索触觉驱动的局部高频反馈控制,在执行中调整联合预测出的动作。

解读我们的疑点

  • 仿真触觉的真实度:RoboTwin / DexJoCo 的触觉全部来自仿真回放,没有与真实传感器的对比,也没有 sim-to-real 实验。
  • 真机规模:只有两个定性任务,没有成功率、试验次数和训练数据量。
  • 统计强度:单种子;RoboTwin 和 DexJoCo 的评测次数未写;RoboTwin 上的关键差距只有 0.3–2.7 点。
  • 基线公平性:表 1 里自训的 π0.5 在 Clean 上只有 52.76,而表 2 排行榜上只用 Clean 数据训练的 π0.5 是 70.7,自训基线可能欠调;表 2 与排行榜的训练协议未必一致;DECO 数字来自官方发布;ManiFeel 对比的是规模小得多的 Diffusion Policy。
  • 归因缺口:DexJoCo 和 ManiFeel 没有去掉触觉的消融;也没有“有 Motus 预训练、没触觉”的对照。
  • 一个小异常:Fast-WAM 与 Fast-WAM+Tac 的 Clean、Random 数字完全相同(89.22 / 89.22、90.22 / 90.22),论文没有解释。
  • 细节缺失:k、T、N、d、H-Bridge 层位置、λ 系数、去噪步数、算力、推理延迟都没给;数据引擎只有一段描述。
  • 未评测未来触觉预测的质量:模型声称在预测未来接触,但没有任何指标衡量这些预测对不对。

放到七篇里看

力 / 触觉进入机器人基础模型的几种位置

力与触觉专题现在收了七篇。按时间排开,力 / 触觉在模型里的位置一路后移:从动作解码前的条件,到输出力目标再交给力控,到块内高频修正动作,再到被当作要预测的对象。窄屏下时间线可左右滑动。

  1. 2025-05 · 2505.22159ForceVLA6 轴力 / 力矩当一等模态,force-aware MoE 在动作解码阶段融合。
  2. 2025-07 · 2507.09160Tactile-VLA触觉 token 进 VLA 前缀,混合位置-力控制器执行学到的力目标。
  3. 2026-06 · 2606.17055T-Rex双臂灵巧手;去噪最后一段交给只读触觉的专家,块内每 4 步用新触觉重跑。
  4. 2026-07 · 2607.23782N₀-VTLAπ0.5 上预测一个动作块内的触觉变化潜变量 z,动作专家读 z。
  5. 2026-07 · 2607.23783N₀-TWAM三专家世界动作模型:未来触觉与视频共同生成,当前触觉在力空间读入。
  6. 2026-08 · 2608.30237Motus2世界模型 + 轻量触觉专家:块内高频精修动作,训练时预测未来力。
  7. 2026-09 · 2609.21449ME-Dex 1.0触觉与视频并列为未来观测,三专家联合生成;跨本体统一表示。
ForceVLATactile-VLAT-RexN₀-VTLAN₀-TWAMME-Dex 1.0Motus2
骨干π0 类 VLAVLA,共享部分用 π0 参数初始化Qwen3-VL-2B 三专家 MoT(latent / 动作 / 触觉)π0.5 + 潜在触觉预测器WAM:从 LingBot-VA 改造,视频 5.00B + 动作 1.13B + 触觉 1.03BWAM:Wan2.2-5B 视频专家 + 动作专家(Motus 初始化)+ 触觉专家通用世界模型,共享权重给出 policy / simulator / evaluator 三个接口
力 / 触觉的形态6 轴力 / 力矩向量UMI 夹爪上的双高分辨率触觉传感器(法向 + 剪切)Sharpa Wave 灵巧手 10 指:6 轴力历史 + 当前力 + 形变深度图自研视觉式触觉,当前帧减回合起始帧的差分图视觉式触觉图像(与视频共用 Wan VAE);观测时转成三轴力图多源分布式触觉阵列,每面 3×H×W 力场;夹爪 + 灵巧手灵巧手力信号(90 Hz),Sharpa Wave 另有形变图像
进入模型的方式力投影成 token,与视觉-语言嵌入经稀疏 MoE 融合,指导 flow 动作专家MLP 把触觉历史编码成一个 token,放进 Transformer 输入前缀独立触觉专家读主干 KV 缓存,只做去噪最后一段(τ 0.4 → 0)预测器输出 z,拼在动作 token 前;不进 VLM 前缀触觉专家每层共享注意力;当前触觉经 NeoForce 编码、零初始化交叉注意力进动作流当前触觉作干净条件,未来触觉作生成目标;H-Bridge 中层共享注意力轻量触觉专家读取主干缓存的中间动作块和 KV,用最新触觉窗口精修
预测未来力 / 触觉否输出的是力目标,交给控制器否训练 Stage 1 预测未来 50 步触觉净变化的潜变量,之后撤掉目标是,残差形式,推理时也生成是,推理时也联合生成是,但只作训练期辅助目标
触觉影响执行的频率每次生成动作时作为条件混合位置-力控制器按力误差 ΔF 调整执行块内每 4 个控制步一次每个 50 步动作块一次块级预测;观测通路称按传感器频率刷新(未给数字)动作块之间(观测更新 + 重规划)块内每 0.2 s 一次
数据来源自采 ForceVLA-Data:5 个接触密集任务,视觉、本体、力 / 力矩同步基于 UMI 的手持采集,触觉 100 Hz、视觉 20 Hz,下采样对齐22,889 小时人类视频预训练 + 100 小时带触觉遥操作中训练NeoData 多平台视触觉数据NeoData 超 3 万小时、6 种本体、450 任务仿真回放补录(RoboTwin / DexJoCo)+ ManiFeel 原生触觉 + 真机;Canonical Hand 统一夹爪与灵巧手第一视角人类数据(单目 → 双目)→ 机器人域;触觉专家用目标任务后训练数据,两种灵巧手共用一个结构

ME-Dex 和 N₀-TWAM:专题里结构最接近的两篇

两篇几乎是同一个设计的两个版本:Wan2.2-5B 系的全宽视频专家(宽 3072)、宽 1024 的动作专家、再加一个触觉专家,三者都用 flow matching,未来触觉和未来视频一起生成。差别集中在下表几处。

ME-Dex 1.0N₀-TWAM
视频 / 动作专家初始化MotusLingBot-VA(非 MoT 的共享主干,拆成专家)
触觉专家30 层,宽 512,随机初始化30 层,宽 1024,从头训练
专家怎么交互只在中间若干层(H-Bridge)做联合注意力每一层共享一次自注意力,帧级因果掩码让动作读本块预测出的视频和触觉
触觉表示Canonical Hand Model + Unified Tactile AE,统一夹爪与灵巧手的异构阵列视觉式触觉图像直接用视频的 Wan VAE 编码;预测残差 xi − x0
当前触觉作为干净的首帧条件首帧条件之外,另有一条力空间观测通路(冻结力估计器 → NeoForce → 交叉注意力),只在后训练打开
数据仿真回放补录 + ManiFeel + 真机NeoData 真机数据,超 3 万小时

解读“当前触觉有没有用”,两篇给出了相反的证据

ME-Dex 在 RoboTwin 上推理时把当前触觉置零,成功率 91.70 / 91.74,和完整模型的 91.56 / 91.92 几乎一样。N₀-TWAM 去掉观测通路重新后训练,NeoSim 从 49.4 掉到 29.6,UniVTAC 从 84.5 掉到 70.5。两者不能直接比:一个是推理时置零,一个是训练时就没有这条支路;基准也不同。但它提示了一种解释:只把当前触觉当作生成的首帧条件时,模型很少用到它;给它一条专门接到动作头的通路,它才会被用上。

和 T-Rex:下一节说的“块内快速修正通道”最早来自 T-Rex:主干把动作去噪到 τ = 0.4,只读触觉的专家在一个 16 步动作块里用最新触觉重跑 4 次,Motus2 的附录明确写了参照 T-Rex。T-Rex 在 6 个任务上去掉触觉从 65 掉到 42,是专题里触觉增益最大的数字之一;它和 ME-Dex 还都观察到,把触觉直接拼进 π0.5 会掉分(T-Rex 里平均 17 → 6)。

和 N₀-VTLA:它也把触觉当作要预测的量,但走得更轻:不在世界模型里生成未来触觉,只让一个小预测器输出一个动作块内触觉净变化的潜变量,而且这个预测目标只在训练第一阶段施加。

ME-Dex 和 Motus2:同一条世界模型路线,触觉放在两个不同的位置

两者渊源很近:ME-Dex 的视频和动作专家从 Motus(第一代)的权重初始化,Motus2 是同一清华团队的下一代,ME-Dex 的相关工作一节也专门提到了 Motus2。但两者给触觉的角色几乎相反:

ME-Dex 1.0 · 触觉是“重”的观测模态

30 层、宽 512 的完整触觉专家,未来触觉以 N 个空间区域 token × T 帧的形式和视频一起联合去噪,推理时也生成。触觉只在动作块之间通过新观测起作用,高频反馈留作未来工作。

证据:仿真上 VA → 完整模型 +2.8 / +5.0 点(含 H-Bridge);真机无数字。

Motus2 · 触觉是“轻”的快速修正通道

30 层、宽 128 的轻量触觉专家。主干把 48 步动作块只去噪到 σc = 0.2,然后切成 8 个 6 步子块(30 Hz 下各 0.2 s),每个子块执行前用最新触觉窗口完成 σc → 0。未来力预测只在训练时用;精修动作的 token 看不到加噪的未来力 token。

证据:真机两任务(各 20 次)60.0% → 72.5%。

触觉在一个动作块里被读几次

示意,横轴不按真实时间比例。ME-Dex 的块长和控制频率论文未给出;Motus2 的数字来自其附录 E。

ME-Dex 1.0 每块读一次 读当前触觉(作为条件) 三路联合去噪 V + T + A 执行整个动作块(k 步,论文未给)→ 下一块 Motus2 每块读八次 主干去噪到 σc = 0.2 每个子块执行前:最新触觉窗口 → 触觉专家完成 σc → 0 48 个动作 @ 30 Hz ≈ 1.6 s,分 8 个子块;力信号 90 Hz;未来力预测只在训练时用

解读两条路线可以互补

ME-Dex 的局限一节写的“触觉驱动的局部高频反馈控制”,正是 Motus2(以及它参照的 T-Rex)已经实现的做法;反过来,Motus2 局限一节说触觉手套数据难以跨本体迁移,而跨本体统一表示正是 ME-Dex 的 Canonical Hand + 统一 AE 想解决的。ME-Dex 在 RoboTwin 上“推理时置零触觉不掉点”的结果也说明:只在块间读触觉,反馈价值很难体现;要让触觉在执行中起作用,块内的快速修正通道可能是必要的。

术语表

术语与缩写

展开术语表(16 条)
WAM
World Action Model,世界动作模型:联合预测未来视频和动作,把视频模型学到的动力学带进动作生成。
World Action Tactile Model
本文的叫法:在 WAM 上再联合预测未来触觉。
MoT
Mixture-of-Transformers:每个模态一套独立 Transformer 参数,在部分层上通过注意力交互。不同于按 token 路由的 MoE。
H-Bridge
只在中间一组层做跨模态联合注意力、浅层和深层保持独立的结构,来自 H-Bridge(CVPR 2026)。
Flow matching
本文用线性插值 xσ = (1−σ)x0 + σε,回归速度 u = ε − x0;推理时从 σ = 1 积分到 0。
Canonical Hand Model
以人手为模板的“规范手”,左右手各有手指区和手掌区;各种夹爪、灵巧手的传感面都映射到这里。
区域 token
统一触觉 AE 的输出单位:每个规范槽位一个 token,共 N 个,宽度 d。
布局掩码 / 区域掩码
前者标出传感面上哪些网格点有效;后者标出规范手上哪些区域在这个本体上存在。
死区 / asinh 压缩
预处理:小于阈值的读数平滑压到零;asinh 压缩大力值的动态范围。
Clean / Random
RoboTwin 的两种环境配置:无域随机化,和开启场景、杂物、光照等域随机化。
rand-obj
DexJoCo 的一种评测配置,从名字看是物体随机化,论文没有解释。
+Tac
本文给基线加的触觉条件版本,用同一个统一触觉 AE 编码触觉。
DECO / DECO.p
解耦多模态扩散 Transformer;DECO.p 是加了即插即用触觉适配器的版本。
Fast-WAM
研究“推理时不生成未来视频”的 WAM。
Motus
清华团队的统一潜动作世界模型(MoT 结构),ME-Dex 的视频和动作专家从它初始化。
Paxini PX6AX / Xynova Flex2
真机用的夹爪触觉传感器 / 带触觉的灵巧手。