论文精读 · 世界动作模型 · 触觉

N0-TWAM

Scaling Tactile-Native World Action Model for Contact-Rich Manipulation

把一个视频世界动作模型拆成视频、触觉、动作三个专家:每个动作块里先一起生成未来画面和未来触觉,再读着这两样去噪动作;此刻的触觉另走一条力空间的交叉注意力直接进动作流。触觉的接触事件还被用来切分和推进长时程任务。

  • NeoteAI · 复旦 TEAI
  • arXiv 2607.23783v1
  • v1 2026-07-26
  • arXiv
触觉进入闭环的三个时间尺度 事件子任务 “Pick up the Cup” “Pour the Tea” 接触事件 → 推进 块预测 视频触觉动作 每块:未来视频和未来触觉共同去噪,动作再读它们 传感器观测 力空间读数经交叉注意力进动作流,论文称按传感器频率刷新 时间 →
按 §2.3 的描述画的示意,块长、频率不按比例。

做了什么

从 LingBot-VA 改造出三专家 MoT:全宽视频专家(5.00B,热启动)+ 两个窄专家(动作 1.13B、触觉 1.03B,从头训),每层共享一次自注意力。帧级因果掩码让块内先“看见并感到”未来,再生成动作。总计 7.16B。

触觉的两个角色

预测:触觉图像和视频用同一个 Wan VAE 编码,未来触觉(相对首帧的残差)和未来视频同一个目标一起去噪。观测:冻结的力估计器把触觉图变成三轴力图,NeoForce 编码后经零初始化的交叉注意力进动作流,只在后训练打开。

结果

UniVTAC 84.5(最强基线 InternVLA-A1 67.1);NeoSim 49.4(π0.5 45.8);8 个真机任务平均 46.3(π0.5 30.0、LingBot-VA 21.9、FastWAM 14.4)。去掉任一触觉通路都掉分。

最该留意的

主表里有 4 个仿真任务用的是绝对末端位姿(表 6),换回默认的 delta 动作这 4 个任务均值从 82.5 掉到 50.0;按 delta 重算,NeoSim 会低于 π0.5。消融的逐任务波动极大。没有任何推理时延或频率数字。

问题

世界动作模型预测的未来里,只有画面

拧螺丝、从一摞杯子里剥出一只、夹住软物体,这些任务的成败取决于指尖发生了什么,摄像头很难分辨,力或触觉传感器能直接报告。作者认为策略需要两样东西:触觉,以及预判接下来的交互会怎样展开的能力。

VLA 有语义先验但不建模“下一刻”;视频世界动作模型(LingBot-VA、DreamZero)会预测未来,可预测的未来几乎总是纯视觉。触觉进入这幅图景的三条路都不完整:

  • 触觉策略把触觉当输入通道消费,从不预测它(Tactile-VLA);
  • 另一类用一个独立的、常常冻结的触觉预测器挂在策略旁边,预测发生在执行动作的网络之外(DreamTacVLA、TacForeSight);
  • 同期的触觉世界动作模型把触觉放进模型,却通过门控或掩码让它“保持距离”,以保护视觉流(Dream-Tac、Tactile-WAM、OmniVTA)。

N₀-TWAM 要的是:触觉和视觉在同一个目标、同一个因果步里一起被预测,动作从这个共同预测的未来里读出。

原文 Figure 1右上:视频、触觉、动作三个专家共享注意力,生成的视频和触觉(虚线框)送进动作专家,观测到的触觉在旁边直接接到执行。左下:触觉的两种流,一是“触觉预见”(观测触觉 → 触觉专家 → 预测触觉),二是“触觉条件动作”。中下:NeoData 3 万多小时视触觉数据。右下:三个基准的均值,N₀-TWAM 在每一块都领先 π0.5 和 LingBot-VA。

架构 · §2.1

三个专家,一次共享注意力,一个“先预测再行动”的掩码

给定指令 c 和观测历史,模型按块自回归地建模未来视频 xv、未来触觉 xt 和动作 xa 的联合分布,每块内部拆成“预测”和“行动”两个因子:

pθ(xv1:K, xt1:K, xa1:K | c) = ∏k pθ(xvk, xtk | X<k, c) · pθ(xak | xvk, xtk, X<k, c)(1)

flow matching 在“潜帧组”粒度上加噪。每块里视频、触觉各 2 个 VAE 潜帧,动作按对齐到每个潜帧的动作步分组,所以 Jv = Jt = Ja = 2。每组独立采一个噪声水平 σ,组内所有 token 共用。损失对三个模态加权求和,权重 1 : 1 : 1,另乘 SNR 权重和“单臂数据屏蔽缺失手臂”的有效性掩码。

MoT。第 ℓ 层里,每个专家用自己的 AdaLN 和投影算 Q/K/V,按 [v | a | t] 顺序拼起来做一次带掩码的自注意力,再各自走自己的门控输出投影和 FFN。和同期工作“在注意力里限制触觉”不同,这里是在权重上隔离:视觉和触觉在注意力里彼此完全可见,但各有独立的容量。

原文 Figure 2原始视频和原始触觉各自编码成潜 token,进入视频、触觉、动作三个专家,三者只通过共享自注意力交互。语言经交叉注意力进入视频专家(和动作专家),不进触觉专家。右侧是观测通路:专用触觉编码器处理当前触觉,交叉注意力接到动作 token 上,去噪后的动作解码执行。

非对称宽度:视频专家占七成

共享注意力保持全宽 d = 3072(24 头 × 128),每个专家的残差流和 FFN 宽度 dm 可以更窄,靠薄的边界投影接到注意力上。视频专家从一个非 MoT 的共享主干世界动作模型(LingBot-VA)拆出来热启动;动作和触觉专家宽 1024,从头训练,只能通过共享注意力“借用”视觉先验。表 1:

N₀-TWAM(非对称)
视频 5.00B1.13B1.03B
全宽三专家(估计)
视频 5.00B动作 ≈5.0B触觉 ≈5.0B

条长按总参数量等比例:7.16B vs ≈15B。30 层;冻结的 Wan VAE 和 umT5 不计入。

扩散强制的因果掩码

每个 token 有两个索引:潜帧位置和噪声状态。同一帧的视觉和触觉 token 共享一个位置,动作排在它所依赖的预测帧之后。生成中的 token 是 noisy,成为历史后是 clean。训练时 clean 历史就是真值(teacher forcing),只对当前块去噪;为了让模型容忍测试时不完美的历史,clean 的视频和触觉历史以 0.5 的概率被轻度重新加噪,动作历史保持干净。掩码三条规则:

  1. clean token 看位置不晚于自己的 clean token;
  2. noisy token 看严格早于自己位置的 clean 历史;
  3. noisy token 看同一位置的 noisy token,即共同生成。

点一行:这个 query 能看到哪些 key

按原文图 3 重画,两块 · 每个 V/T 格代表块内 2 个潜帧

实心 = noisy 副本,斜纹 = clean 副本。V 视频、T 触觉、A 动作;下标 0、1 是块 k、k+1。

动作表示。每臂 10 维(3 维位置 + 6D 朝向 + 1 维夹爪),双臂 20 维,单臂只填一半并在损失里屏蔽另一半。仿照 π0.5 用相对块首位姿的 delta 目标,但 delta 是逐元素相减,旋转部分也不用 SO(3) 上的相对旋转:作者的理由是相对旋转在几乎静止时是一个非零常数,小误差会累积成持续的朝向偏移,逐元素相减则让静止状态恰好是零向量。夹爪保持绝对值。

两条触觉通路 · §2.2

在潜空间里预测,在力空间里观测

所用的触觉传感器是视觉式的:一个小相机拍摄受压变形的凝胶,所以触觉观测本身就是一段 RGB 视频。这是让“同一个 VAE 编码视频和触觉”成立的前提。

预测:未来触觉是生成目标

每路触觉用 Wan VAE 编码,按和视频相同的 (1, 2, 2) patch 切成 token;一个可学的传感器 id 嵌入(最多 4 路)让同一个专家同时服务单臂和双臂。

预测采用残差形式:Δti = xti − xt0,因为远离接触时触觉几乎不变,信息集中在接触开始和松开时的变化量上。

每个触觉 token 占用它所伴随的视频帧的时间位置,所以服从同样的因果和窗口规则:预测的画面和预测的接触在规则 (iii) 下一起去噪、互相条件。

观测:当前触觉是动作的条件

观测通路只需“读懂”当前读数,不需要生成它,所以在力空间读:冻结的估计器 gθ 把原始触觉图变成稠密的三轴表面力图 [fx, fy, fz] 加接触掩码(平行夹爪共 6 通道),NeoForce 编码器(随动作损失微调)把它变成 token,在动作头之前经交叉注意力并入动作流:

ha ← ha + CrossAttn(ha, Eobs(xtnow)), Wout = 0 初始化

零初始化让这条支路一开始是严格的空操作,嫁接到预训练模型上不扰动它。

原文 Figure 4左上:原始触觉分两路进动作头,“想象的触觉”预训练和后训练都有,“感知的触觉”只在后训练。右上:NeoForce 在 NeoData 上的三个预训练目标:力空间重建、视触跨模态对比、掩码潜变量预测。下:真机流水线 InTac S1 传感器 → 触觉光流(DIS)→ 力估计器输出 FX、FY、FZ 三张力图 → NeoForce 编码成 token → 动作头。

NeoForce 是什么。它是同团队 N₀-Foundation 的触觉表示模型:输入一段同步的 RGB 帧和触觉力图(每段 4 帧),视觉和触觉各自切 patch,送进同一个从 DINOv2 初始化的 ViT-B 融合;一个重建头把力图和接触掩码解码回来,使表示绑定在物理量上。因为单位是物理的、不依赖某种凝胶的外观,同一个编码器可以服务不同传感器。它先在 30 个任务的 2 万条真机和 Neo TacUMI 示范上预训练(8 张 A100,10 万步,学习率 2×10⁻⁵)。

仿真里不用 NeoForce。仿真触觉来自 NeoForce 没见过的传感器,所以 Eobs 换成一个从头训练的轻量分支:对当前帧触觉潜变量做线性 patch 嵌入,加传感器 id 和帧/高/宽位置嵌入,接到同一个零初始化的交叉注意力口上。

分阶段:预训练只开预测,后训练才开观测

预训练的任务是在大规模数据上学一个生成式世界模型,预测的触觉潜变量本就是生成目标,和这个目标契合。观测流是条件输入,还依赖 NeoForce 和成对的当前触觉,更重要的是:预训练时把真实的当前接触直接交给策略,会让它依赖这个信号,把本该学的预见能力练少了。所以观测通路到后训练才打开。

条件 dropout 用“缺席”而不是“置零”。语言和触觉条件各以 0.1 的概率丢弃。语言丢弃换成可学的空嵌入;触觉丢弃则整个不传入,注意力序列里没有触觉 token,触觉模块这一步没有梯度,这一步训练的就是纯视频-动作模型。好处有三:没有触觉传感器的本体数据走同一个接口;模型同时学会了纯视觉的边缘策略,传感器失效时退化为它而不是面对分布外的零输入;推理时可以做触觉 classifier-free guidance(所有报告结果都取 w = 1,即不放大)。

触觉感知执行 · §2.3

三个时间尺度:反射、预测、任务时钟

传感器频率 · 反射

观测通路在去噪循环之外,可以在两次块级重预测之间按传感器频率刷新条件。流式部署时,真实到达的视频帧和触觉读数替换掉缓存里对应的预测条目,让滚动上下文锚定在机器人实际看到和感到的东西上。

块频率 · 预测

每块内先去噪未来视频和触觉,再去噪动作。因为视频和触觉 query 不看当前块的动作,预测阶段结束后它们每层的 K/V 固定下来,缓存后每个动作去噪步只重跑窄的动作专家;动作还可以用自己更短的去噪步表。下一块在当前块执行时异步预测。可选 FP8(Blackwell 上 NVFP4)部署。

事件频率 · 任务时钟

长时程任务里,同一句总指令不告诉模型现在在哪个阶段(倒茶做到一半的桌面和倒茶前很像),模型会卡住、重复或跳步。子任务以接触事件为界:抓取在接触开始时开始、在松开时结束。于是用触觉“标点”切分示范、推进执行。

原文 Figure 5(a) 训练:一条长示范的夹爪开度(上)和触觉强度 ‖f‖(下)。中间那次“抓取失败”,夹爪合上了(开度下凹),触觉却没有上升,所以同一个信号既能切分子任务,也能确认子任务成功。每段配一句短指令(Gemini 3.5 Flash 生成,人工抽查)。(b) 推理:轻量调度器维护子任务队列,由触觉反馈决定何时推进到下一句提示。

推进的判据同时用到两种触觉角色:预测的未来触觉提前一步触发推进,观测到的松开或接触开始事件随后确认,才真正切换。子任务序列可以预先固定,也可以由 VLM 规划器生成;何时推进始终由触觉事件检测器根据实际执行决定。数据侧的切分也以触觉为主,触觉线索弱时退回到夹爪开度,最后人工核对。

数据与训练 · §3 · §4.1

3 万小时、6 种本体、450 个任务

项目内容
语料NeoData,超过 30,000 小时,6 种本体(ARX5、UR、Flexiv、Franka、PiPER、手持 UMI),450 个接触任务;“很大一部分”回合带同步的逐指触觉(具体比例未披露)
编码视频和触觉都用同一个冻结的因果视频 VAE(Wan2.2,时间 4×、空间 16× 压缩),每路触觉当作一段小视频;语言用冻结的 umT5。全部离线编码缓存,训练时编码器不参与前向。规模约 10⁹ 帧
切窗每个窗口 33 个潜帧 = 387 个 30 fps 原始帧,降采样到 129 帧(10 fps)再经 4× 压缩;窗口步长 24 潜帧(约 27% 重叠),尾窗右对齐;只用所有模态都完整的窗口
动作统一的 20 维末端空间,按机器人分别归一化,夹爪通道分位数截断
预训练视频、触觉、动作损失 1:1:1,只开预测触觉;两阶段课程(先真机数据,再混入约 60% 的 UMI 数据)。AdamW,lr 10⁻⁴,wd 0.1,30,000 步(约 2.2 epoch),有效 batch 512,128 张 H800,FSDP2 + bf16;每任务留 3% 做验证
后训练每个任务单独微调,打开观测通路;动作块 24 步(每潜帧 12 步);AdamW lr 10⁻⁴,wd 0.1,梯度裁剪 2.0,每卡 1 个样本、4 步梯度累积,默认 1000 步;真机配置 3 路 RGB、最多 4 路触觉
原文 Figure 11预训练前 18k 步里视频、动作、触觉三条 flow matching 损失(MoT 让它们可以分开记录)。+UMI 标记处混入手持 UMI 数据:视频损失上跳并收敛在更高的位置(新的视觉分布),触觉损失几乎不动(两种来源的触觉信号相似),动作损失只有一个小台阶。

疑点预训练课程的顺序,正文和附录说反了

§4.1 说先在真机数据上训到收敛,再从该 checkpoint 继续并混入约 60% 的 UMI 数据;附录 C 说的是“先混入 UMI,再在纯真机遥操作数据上继续”。图 11 里 +UMI 标记出现在 18k 步之内(全程 30k 步),和“先训到收敛”也不太吻合。

实验设置 · §4.2

两个仿真套件,8 个真机任务

评测任务试验基线
UniVTAC公开触觉仿真基准,8 个任务每任务 100 次VLA:π0.5、StarVLA-α、InternVLA-A1、Xiaomi-Robotics-0;WAM:GigaWorld-Policy、LingBot-VA、FastWAM(均无触觉)
NeoSim自家仿真,4 单臂 + 8 双臂每任务 100 次同上,没跑 FastWAM
真机单臂 Flexiv:Fruit Collection、Bottle Standing、Socket Plugging、Hanoi Tower;双臂 PiPER:Cup Stacking、Board Wiping、Making Lemon Tea、Bag Packing。其中 6 个来自 NeoReal,Lemon Tea 和 Hanoi Tower 是长时程每任务 20 次π0.5、LingBot-VA、FastWAM

所有方法都在 §2.3 的异步滚动时域协议下闭环评测。每个控制周期:读当前多视角 RGB、滚动历史缓存和当前观测触觉,跑一次级联预测未来画面和接触,窄动作专家用自己的短去噪步表生成一个 16 步动作块。超时预算为该任务训练示范长度的 1.5 倍。真机触觉传感器是 InTac S1(Shanghai Xinzhi Embodied Intelligence / NeoteAI)。成功由仿真器判据或操作员按固定标准判定,结果是按任务等权的宏平均。

原文 Figure 7上排单臂 Flexiv 的 4 个任务,下排双臂 PiPER 的 4 个任务。每个任务都有论文所说的“触觉关键决策点”:稳固抓取、初始滑移、首次接触、卡死、支撑转移、最终就位。

结果 · §4.3–4.6

仿真大幅领先,真机稳定领先,消融起伏很大

UniVTAC(表 2)

8 个任务的成功率(%)

黑框为每列最高(与原表加粗一致)。

原表数字(表 2)

论文的读法:纯视觉的世界动作模型在这里甚至不如 VLA(LingBot-VA 31.4、FastWAM 48.0、GigaWorld 16.5),说明只预测未来画面不足以解决由接触定义的任务;让触觉成为世界动作模型的原生模态,才把差距补上。N₀-TWAM 和它的基座 LingBot-VA 相差 53 分。

NeoSim(表 3)

12 个任务的成功率(%)

行是任务,列是方法;黑框为每行最高。

原表数字(表 3)

均值 49.4 vs π0.5 的 45.8。论文解释仿真里触觉优势较小:仿真触觉不是预训练用的传感器,观测通路退回到从头训的轻量编码器而不是 NeoForce。12 个任务里 N₀-TWAM 在 6 个上第一;Unplug & Plug Charger 和 Place Gears 是 0,而 π0.5 分别是 23 和 18。

疑点主表混用了两种动作参数化

表 6 比较 delta 和绝对末端位姿,并写明“我们在这些任务上采用绝对位姿”。表 6 里绝对位姿那一行(Lift Can 93、Lift Bottle 58、Put Bottle 87、Grasp Chip 92)和表 2、表 3 里 N₀-TWAM 的数字完全一致,所以主表这 4 个任务用的是绝对位姿,其余用 delta。解读按表 6 的 delta 数字换回去重算:UniVTAC 从 84.5 变成 75.0,仍高于 InternVLA-A1 的 67.1;NeoSim 从 49.4 变成 44.9,低于 π0.5 的 45.8。基线用的是哪种参数化,论文没有说明。

真机(原文 Figure 6)

8 个真机任务的成功率(%)

每任务 20 次;数字取自 tex 源码里的 TikZ 数据。最右一组是宏平均。

π0.5LingBot-VAFastWAMN₀-TWAM
图中数字

宏平均 46.3 vs 30.0 / 21.9 / 14.4。差距最大的是需要分辨“隐藏接触状态”的任务:Bottle Standing 70 vs 最好基线 20,Board Wiping 55 vs 40,Socket Plugging 70 vs 60,Fruit Collection 60 vs 50。两个主要靠视觉引导放置的任务 π0.5 持平或略好:Cup Stacking 50 vs 45,Bag Packing 20 vs 15。论文自己指出,20 次试验时单任务成功率的二项标准误最高约 11%,单个任务的差距只能当作参考,要看方向是否一致和平均差距。

原文 Figure 10Making Lemon Tea 抓取时,上排是模型预测的未来,下排是真值。从左到右:第三人称和右腕 RGB,然后两根手指(rl、rr)各自的触觉图和接触光流图。左指 rl 的光流热区位置和大小对得上;右指 rr 预测的热区明显比真值少,真值里下方的大片接触没有被预测出来。这是论文里唯一的真机触觉预测示例,没有定量指标。
原文 Figure 8仿真 Insert Hole:上半是预测,下半是真值;每块里多视角 RGB 在上,两路触觉在下。最后两列插入时触觉条纹出现斜向变化,预测也捕捉到了。

泛化(表 4)

三个方向,每个方向只在一两个任务上测

未见物体:Bottle Standing 和 Bag Packing 换新物体;未见位置:Cup Stacking 放在训练分布外的位置;视觉扰动:Fruit Collection 改光照和背景。

π0.5LingBot-VAN₀-TWAM

N₀-TWAM 不是每个方向都最好:未见物体上 π0.5 80、LingBot-VA 75,它只有 65。它的优势集中在视觉扰动上(45 vs 25 / 30),论文解释为触觉提供了不依赖视觉的接触信号。平均 51.7 vs 50.0,差 1.7 分。

消融(图 9、表 7、表 8)

任务平均成功率

所有变体从同一 checkpoint 热启动,数据、超参、步数相同。“20% 预训练”只在 UniVTAC 上跑。w/o predicted 是信息消融:把预测的触觉潜变量在加噪前置零,序列布局、掩码、损失都不变。

完整20% 预训练数据w/o predictedw/o observed

逐任务:和完整模型相比

绿框 = 高于完整模型,红框 = 低于完整模型 10 分以上。

原表数字(表 7、表 8)

解读平均数下面是很不规则的逐任务变化

UniVTAC 上,w/o predicted 的下降几乎全来自两个任务(Lift Bottle 58 → 16、Put Bottle 87 → 22),在 Insert HDMI 和 Pull-out Key 上反而更高;w/o observed 在 Lift Bottle 掉到 0,却在 Put Bottle 升到 92。NeoSim 上 w/o predicted 的 Cup Handover 是 65,完整模型只有 14;w/o observed 的 Plate Stack 从 98 掉到 15,Cup Stack 却从 12 升到 38。仿真每格 100 次,这些不是试验噪声,更像训练本身的方差;论文没有报告多次运行或种子方差。所以“两条通路都承重”在平均意义上成立,但哪条通路对哪个任务起作用,这组消融说不清。

还要注意:三个变体都从同一个带触觉预测预训练的 checkpoint 出发,消融只作用于后训练阶段;“20% 预训练”变体 65.4 说明预训练规模是 UniVTAC 上最大的单一因素(−19.1),但它同时减少的是视频、动作和触觉的全部预训练数据。

分析:delta vs 绝对位姿(表 6)

4 个对齐敏感任务

Delta(默认)Absolute(主表采用)

作者的解释:delta 以移动中的块首位姿为锚,每块的小误差会累积,目标从不绑定到固定位置;绝对位姿直接落在世界坐标里。两者是“平移不变的泛化”和“到达特定位姿的精度”之间的取舍。统一的多本体策略用 delta,亚厘米级放置决定成败的单任务设置用绝对位姿。

分析:仿真触觉的真实感与 NeoForce(表 5、表 9、表 10)

原文 Figure 9同一次仿真执行。上:RGB 场景;中:仿真器自带的 clean 渲染(Taxim 式标定 GelSight 渲染,接触显示为平滑的颜色块);下:作者叠加的 gel-rendered 渲染,银色凝胶底、彩色细斑点随接触位移和压痕梯度平流,外加深度阴影和颗粒噪声,看起来像真实的视觉式触觉。两者来自同一个接触仿真,只有成像方式不同。
触觉输入UniVTACNeoSim 单臂NeoSim 双臂
Clean(仿真器原生,主表所用)84.563.842.3
Gel-rendered(从头训的观测编码器)82.458.539.3
Gel-rendered + NeoForce88.164.8—

换成更真实的渲染只掉 2–5 分;再用在真实触觉上预训练的 NeoForce 读它,UniVTAC 升到 88.1,单臂 NeoSim 升到 64.8。增益集中在承重或剪切线索明显的任务:Put Bottle 82 → 96、Insert HDMI 63 → 75、Pull-out Key 74 → 83、Grasp Chip 82 → 92、Pour Ball 55 → 68。作者把它当作 sim-to-real 信号:仿真触觉看起来像真的以后,在真实触觉上预训练的力编码器能迁移过来。双臂 NeoSim 没有跑 NeoForce 版本。

读懂它

这篇真正说明了什么

1. 触觉可以直接复用视频 VAE

视觉式触觉本身就是凝胶的视频,所以不需要专门的触觉编码器,预测触觉就是“再生成一段小视频”。这让触觉专家和视频专家的 token 可以直接在注意力里比较。代价是它依赖视觉式传感器,对力/力矩或阵列式触觉不直接适用。

2. 非对称 MoT 让“多一个模态”几乎不增加推理成本

块内的单向依赖(视频/触觉不看当前动作)使得预测完的 K/V 可以缓存,每个动作去噪步只跑 1B 级的动作专家。触觉预测和视频预测在同一次前向里完成。论文没有给具体时延,但这是一个清楚的结构性论证。

3. 预测和观测解决不同的失败

论文的说法:触觉预见在接触发生之前减少错误(避开画面看着合理、但预测接触和稳定抓取/插入不一致的动作);观测触觉在接触之后提供短时延的修正(滑移、剪切、不对称接触、压力过大)。消融的平均值支持两者都有用,NeoSim 上观测通路更重要(−19.8 vs −8.3)。

4. 触觉也是任务的“标点”

接触开始和松开天然切分子任务,而且触觉能区分“夹爪合上但没抓到东西”。用它切示范、推进子任务提示,是一个几乎零成本的长时程技巧。不过论文没有单独评估这个调度器。

容易误解的地方

  • “传感器频率的反射”没有数字支撑。观测通路的交叉注意力在动作专家里、动作头之前,刷新条件意味着要重新跑动作去噪。论文没有报告刷新频率、单块延迟、动作频率。
  • 仿真的“观测触觉”不是 NeoForce。主表的仿真结果用的是从头训的轻量编码器和仿真器原生的 clean 渲染;88.1 那个数是另一个设置。
  • “大规模触觉预训练”里触觉的比例未知。NeoData 3 万小时里“很大一部分”带触觉,没有具体数字;没有触觉的回合通过 dropout 的“缺席”机制照样参与训练。
  • w/o predicted 不是去掉触觉专家。它把预测目标置零,但触觉专家、token 布局、预训练里学到的触觉预测都还在。

FAQ

一个动作块对应多长的物理时间?

论文没直接写,可以从数据处理推:每个潜帧对应 10 fps 下的 4 帧,即约 0.4 秒;每块 2 个潜帧,约 0.8 秒;后训练每潜帧 12 个动作步,相当于 30 Hz 的动作。但闭环评测部分写的是每次去噪“16 步”动作块,和后训练的 24 步(2 × 12)对不上,论文没解释。

和同团队的 N₀-VTLA 比,哪个更好?

论文没比。两篇用同一套仿真基准和同一批基线数字:UniVTAC 84.5 vs 83.1,NeoSim 49.4 vs 50.8,几乎打平。真机两篇共有 6 个任务,π0.5 的数字完全相同;在这 6 个任务上 N₀-TWAM 均值 52.5,N₀-VTLA 55.0(我们算的)。N₀-TWAM 是 7.16B 的视频生成模型,N₀-VTLA 是 π0.5 级别的 VLA,后者便宜得多。

为什么视频专家要热启动、另外两个从头训?

视频专家直接继承 LingBot-VA(Wan2.2-TI2V-5B 系)的视觉和动力学先验;动作和触觉专家宽度 1024,和共享注意力宽度不同,没法直接复用,而且这两个模态也没有大规模预训练值得继承,所以从头训,只通过共享注意力“借”视觉先验。

触觉 CFG 旋钮有用吗?

“缺席式”dropout 让同一个模型同时学了有触觉和无触觉两种策略,理论上可以做触觉 classifier-free guidance,放大模型对触觉的依赖。但所有报告结果都用 w = 1,也就是没用,效果未知。

局限与疑点

作者承认的,和我们读出来的

论文自己提到的

  • 推理还需要更快,才能支持更高的控制频率(未来工作)。
  • 预测的视觉和触觉时间窗还短,希望能更早预见接触事件。
  • 需要覆盖更多种类的触觉传感器,学到的表示才能迁移到更多本体。
  • 真机每任务 20 次,单任务差距的标准误可达约 11%,只能看方向和平均。
  • 仿真触觉不是 NeoForce 预训练用的传感器,仿真里触觉优势较小。
  • 视觉引导放置为主的任务(Cup Stacking、Bag Packing)上 π0.5 持平或更好;未见物体上 π0.5 更好。

我们读出来的

  • 疑点主表 4 个任务用绝对位姿,其余用 delta;按 delta 重算 NeoSim 不再领先 π0.5。
  • 疑点预训练课程顺序正文与附录矛盾;动作块 24 步(后训练)与 16 步(闭环)不一致。
  • 疑点没有任何时延、控制频率、吞吐数字,“实时”“传感器频率反射”只有结构论证。
  • 疑点消融逐任务变化极不规则,没有报告多次运行;消融只作用于后训练。
  • §4.3 说在 Plate Stack、Bowl Stack 上“明显领先”,实际是 98 vs 96、97 vs 93。
  • 触觉预测质量没有定量指标,只有两个定性例子,柠檬茶例子里右指的预测和真值差别明显。
  • 泛化每个方向只在一两个任务上测,试验次数未注明。
  • 触觉标点调度器没有消融;两个长时程任务成功率只有 15%(Lemon Tea)和 40%(Hanoi Tower)。
  • 和同日发布的 N₀-VTLA 共享基准和基线数字却不互相比较。

放到专题里看

“触觉即世界状态”这条线上,预测与观测都要

在力与触觉专题里,N₀-TWAM 和 ME-Dex 1.0 是最接近的两篇:都是 Wan2.2-5B 系视频专家 + 窄动作专家 + 触觉专家的三专家世界动作模型,都把未来触觉当成要生成的观测。

N₀-TWAMME-Dex 1.0Motus2N₀-VTLA
视频专家来源LingBot-VAMotusWan2.2-5B(一套权重三接口)无(π0.5 VLA)
专家宽度3072 / 1024 / 10243072 / 1024 / 512触觉专家宽 128 的旁路—
专家怎么交互每层共享一次自注意力只在中间层 H-Bridge 联合注意力触觉专家读主干 KVz 拼在动作后缀前
触觉表示与视频共用 Wan VAE(视觉式传感器)规范手 + 统一触觉 AE力向量 / 形变图DINOv2 差分 token
预测未来触觉是,残差形式,推理时也生成是,推理时也生成训练时预测力窗口,部署不用只在 Stage 1 预测一个潜变量
当前触觉力空间 NeoForce,交叉注意力进动作流作为干净条件;推理时置零几乎不影响 RoboTwin去噪最后一段的条件只经预测器进入
  • 和 ME-Dex:两篇在“当前触觉有没有用”上给出了相反的证据。ME-Dex 推理时把当前触觉置零,RoboTwin 几乎不变;N₀-TWAM 去掉观测通路,NeoSim 从 49.4 掉到 29.6。差别可能在于 N₀-TWAM 给了观测一条专门的力空间通路,而 ME-Dex 只把当前触觉当作生成的首帧条件;也可能只是基准不同。
  • 和 Motus2 / T-Rex:那两篇让当前触觉在块内以更高频率修正动作(切分去噪轨迹);N₀-TWAM 声称观测通路能按传感器频率刷新,但没有切分去噪,也没给频率。N₀-TWAM 的相关工作把 T-Rex 归入“反应式”触觉。
  • 和 N₀-VTLA:同一团队两种答案。VTLA 在 VLA 里只预测一个压缩潜变量、且训练后期撤掉预测目标;TWAM 在世界模型里完整生成未来触觉,同时保留观测通路。仿真分数几乎一样,模型规模差很多。

术语表

读这篇会遇到的词

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WAM
World Action Model,世界动作模型:同一个生成模型里联合预测未来观测和动作。
MoT
Mixture-of-Transformers:每个模态一个专家,各有权重,共享注意力。
diffusion forcing
每个时间组独立采噪声水平的训练方式,把 teacher forcing 推广到连续 token。
noisy / clean 副本
同一个 token 生成时是 noisy,成为历史后是 clean;掩码对两者分别规定可见性。
predicted tactile
触觉专家生成的未来触觉潜变量(相对首帧的残差),和未来视频一起去噪。
observed tactile
当前触觉读数,真机上经力估计器和 NeoForce 编码,交叉注意力进动作流。
NeoForce
同团队的力空间触觉表示模型:DINOv2 初始化的 ViT-B,输入 RGB 与三轴力图,带力图重建头。
InTac S1
真机实验所用的视觉式触觉传感器。
tactile punctuation
用接触开始/松开事件切分示范、在推理时推进子任务提示的机制。
tactile CFG
利用有/无触觉两种预测之差放大触觉影响的 classifier-free guidance,本文未使用(w = 1)。
Taxim
基于标定的 GelSight 光学仿真,UniVTAC 的 clean 触觉渲染用的这类方法。
LingBot-VA / FastWAM / GigaWorld-Policy
纯视觉的世界动作模型基线;LingBot-VA 也是 N₀-TWAM 视频专家的来源。