SpatialVLA – 上海 AI Lab 聯(lián)合上科大等推出的空間具身通用操作模型

SpatialVLA是什么

SpatialVLA 是由上海 AI Lab、中國電信人工智能研究院和上海科技大學(xué)等多家機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)的先進空間具身通用操作模型。這一模型依托于百萬級真實數(shù)據(jù)進行預(yù)訓(xùn)練，賦予機器人出色的3D空間理解能力。通過Ego3D位置編碼，SpatialVLA 將3D空間信息與語義特征進行有效融合，并采用自適應(yīng)動作網(wǎng)格實現(xiàn)連續(xù)動作的離散化，從而能夠在多個機器人平臺上實現(xiàn)廣泛的控制和操作。SpatialVLA 在大規(guī)模真實機器人數(shù)據(jù)上經(jīng)過預(yù)訓(xùn)練，展示出卓越的零樣本泛化能力和空間理解能力，特別適合在復(fù)雜環(huán)境和多任務(wù)場景中應(yīng)用。其開源代碼及靈活的微調(diào)機制為機器人領(lǐng)域的研究與應(yīng)用開辟了全新的技術(shù)路徑。

SpatialVLA的主要功能

• 零樣本泛化控制：能夠在未曾遇到的機器人任務(wù)和環(huán)境中直接執(zhí)行操作，無需進行額外的訓(xùn)練。
• 高效適應(yīng)新場景：通過少量數(shù)據(jù)的微調(diào)，迅速適應(yīng)新的機器人平臺或任務(wù)要求。
• 強大的空間理解能力：具備理解復(fù)雜3D空間布局的能力，能夠精準(zhǔn)執(zhí)行物體定位、抓取和放置等操作任務(wù)。
• 跨機器人平臺的通用性：支持多種類型和配置的機器人，實現(xiàn)統(tǒng)一的操作策略。
• 快速推理與高效動作生成：基于離散化的動作空間，提升模型的推理速度，適合實時的機器人控制。

SpatialVLA的技術(shù)原理

• Ego3D位置編碼：將深度信息與二維語義特征結(jié)合，構(gòu)建以機器人為中心的3D坐標(biāo)系，消除對特定機器人-相機校準(zhǔn)的依賴，使模型能夠適應(yīng)不同機器人平臺的3D場景結(jié)構(gòu)。
• 自適應(yīng)動作網(wǎng)格：將連續(xù)的機器人動作離散化為自適應(yīng)網(wǎng)格，依據(jù)數(shù)據(jù)分布劃分動作空間。不同機器人的動作用網(wǎng)格進行對齊，實現(xiàn)跨平臺的動作泛化與遷移。
• 空間嵌入適應(yīng)：在微調(diào)階段，根據(jù)新機器人的動作分布重新劃分網(wǎng)格，調(diào)整空間嵌入，提供靈活且高效的后訓(xùn)練方法，助力模型在新環(huán)境中的快速適應(yīng)。
• 預(yù)訓(xùn)練與微調(diào)：在大規(guī)模真實機器人數(shù)據(jù)上進行預(yù)訓(xùn)練，學(xué)習(xí)通用操作策略，并在新任務(wù)或機器人平臺上進行微調(diào)，以進一步提升模型性能。

SpatialVLA的項目地址

• 項目官網(wǎng)：https://spatialvla.github.io/
• GitHub倉庫：https://github.com/SpatialVLA/SpatialVLA
• HuggingFace模型庫：https://huggingface.co/IPEC-COMMUNITY/foundation-vision-language-action-model
• arXiv技術(shù)論文：https://arxiv.org/pdf/2501.15830

SpatialVLA的應(yīng)用場景

• 工業(yè)制造：廣泛應(yīng)用于自動化裝配和零件搬運，能夠快速適應(yīng)不同的生產(chǎn)線，顯著提升生產(chǎn)效率。
• 物流倉儲：精準(zhǔn)抓取和搬運貨物，能夠適應(yīng)動態(tài)的環(huán)境，從而優(yōu)化物流效率。
• 服務(wù)行業(yè)：執(zhí)行遞送、清潔及整理等任務(wù)，理解自然語言指令，適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境。
• 醫(yī)療輔助：用于傳遞手術(shù)器械和搬運藥品，確保操作的精準(zhǔn)性和安全性。
• 教育與研究：支持新機器人應(yīng)用的快速開發(fā)與測試，助力學(xué)術(shù)研究的進展。