技术拆解(十五)具身智能:RT-2为什么能听懂“灭绝动物”?VLM知识如何变成动作
目录
1.4 RT-2不是一个固定网络,而是一套VLM转VLA的方法
2.5 动作Token与文字Token共用输出空间,但含义不同


一、RT-2的提出背景与模型定位
1.1 为什么已经有RT-1,还需要RT-2
RT-1已经证明,一个统一的Transformer策略可以吸收大规模、多任务机器人示范,根据语言指令和视觉观察直接预测机器人动作。但RT-1的知识主要来自机器人数据:它能够学习“怎样拿起杯子”“怎样打开抽屉”,却难以理解机器人示范中没有出现过的开放概念、符号和常识。例如指令是“拿起已经灭绝的动物”,机器人不仅要会抓取,还要知道恐龙属于已经灭绝的动物;指令是“把香蕉放到2+1对应的数字上”,机器人还需要识别数字并完成简单计算。这些知识很难依靠有限的机器人轨迹覆盖,却已经存在于互联网规模的视觉语言数据中。RT-2的核心目标就是把VLM预训练获得的视觉识别、语言理解和世界知识迁移到机器人控制。其演进关系可以概括为:
RT-1:机器人示范数据→多任务机器人策略
RT-2:互联网视觉语言知识+机器人示范数据→视觉语言动作模型
1.2 RT-2是什么
RT-2全称为Robotics Transformer 2,是Google DeepMind于2023年提出的Vision-Language-Action Model,简称VLA。它在预训练视觉语言模型VLM的基础上加入机器人轨迹数据,使同一个模型既可以理解图像和自然语言,也可以输出机器人动作。RT-2论文将这类同时建模视觉、语言和动作的模型正式称为VLA。RT-2可以概括为:

其中,It表示机器人当前时刻看到的图像,i表示用户语言指令,at表示当前机器人动作,πθ表示VLA策略。其核心过程是:
当前图像+语言指令→RT-2→机器人动作
与RT-1相比,RT-2最重要的变化不是机械臂动作突然变得更精细,而是模型开始继承互联网预训练中的物体概念、符号知识和初步语义推理能力。
1.3 RT-1、PaLM-E与RT-2的关系
RT-2可以理解为把RT-1的“动作Token化思想”加入预训练VLM,但不能简单理解成把一个完整PaLM-E和一个完整RT-1首尾连接。RT-1是独立训练的低层机器人策略;PaLM-E主要让预训练语言模型能够接收图像、机器人状态等连续传感器输入,并输出文本答案或高层计划;RT-2则直接在PaLI-X、PaLM-E等预训练VLM上加入机器人数据,使VLM原来的Token生成结构也能生成机器人动作。三者的定位可以表示为:
RT-1:视觉+语言条件→低层动作
PaLM-E:视觉+语言+传感器信息→文本回答或高层计划
RT-2:视觉+语言→低层机器人动作Token
RT-2不是“VLM负责规划,RT-1在后面执行”的两个模型串联,而是把视觉理解、语言理解和动作生成训练进同一个端到端模型。
1.4 RT-2不是一个固定网络,而是一套VLM转VLA的方法
RT-2不是只有一种确定的网络结构。论文主要实现了两类模型:RT-2-PaLI-X,包括5B和55B版本;RT-2-PaLM-E,使用12B版本。它们内部的视觉语言架构并不相同,但都遵循相同方法:将机器人动作表示成VLM能够输出的Token,并将机器人数据与原有视觉语言数据共同训练。
因此:
RT-2≠某一个固定Transformer结构
更准确地说:
RT-2=预训练VLM+动作Token化+机器人数据与Web数据联合训练
二、RT-2的数据组织与动作表示
2.1 Episode与逐时间步训练样本
RT-2仍然使用机器人示范Episode。一条完整轨迹可以表示为:

其中,i表示整个任务的语言指令,It表示第t个时间步的机器人相机图像,at表示专家在当前时刻下发的动作,IT表示任务结束时的最终观察。训练时,Episode会被拆成逐时间步样本:

官方对机器人数据的描述是:每个训练样本包含当前图像、语言指令,以及该时间步的机器人动作。与RT-1显式使用最近6帧视觉历史不同,RT-2主要沿用VLM的输入形式,以当前机器人图像和语言指令生成当前动作Token。
2.2 RT-2的动作空间
RT-2展示的一步动作由8项组成:

其中,mt表示继续执行还是终止当前Episode;Δx,Δy,Δz表示机器人末端执行器在三个方向上的位置增量;Δrx,Δry,Δrz表示末端执行器的三个旋转增量;gt表示夹爪的目标开合程度。官方动作字符串首先表示继续或终止,随后依次表示位置变化、旋转变化和夹爪状态。这与RT-1的11维完整动作空间不同。RT-1同时包含7维机械臂动作、3维移动底盘动作和1个控制模式;RT-2论文中重点展示的是8个输出位置:
终止标志+6DoF末端位姿增量+夹爪动作
2.3 连续动作如何离散化
机器人动作原本是连续数值,例如:

RT-2沿用RT-1的动作离散化思想,将每个连续动作维度的有效范围均匀划分为256个区间。对第d个连续动作分量,可以概念化表示为:

其中,at(d)表示真实动作值,ld,ud表示该动作维度的上下界,q(at(d))表示对应的动作Bin编号。连续动作越接近下限,编号越接近0;越接近上限,编号越接近255;接近不动的动作通常位于中间区域。
因此,一步连续动作会转化为:

例如官方展示的动作字符串:

看上去是一串数字文本,但实际上表示当前控制周期的一组机器人动作。
2.4 动作Bin如何映射到VLM词表
RT-1中的动作Token属于独立的动作分类空间,与语言词表无关;RT-2为了直接复用VLM原来的文本生成结构,将动作Bin映射进VLM的输出Token空间:
RT-1:动作类别空间≠语言词表
RT-2:动作Bin→VLM输出Token
不同基础VLM使用的映射方式略有区别。PaLI-X的Tokenizer可以把较小整数表示成独立Token,因此可以较直接地使用整数Token表示0~255的动作Bin;PaLM-E原有Tokenizer会把数字拆分,论文因此重新使用一组低频Token来承载256个动作Bin。无论哪种方式,其目标都是让一个动作维度只对应一个Token,而不是把数字128拆成“1”“2”“8”三个Token。
2.5 动作Token与文字Token共用输出空间,但含义不同
RT-2处理普通视觉问答任务时,可以输出:
“apple”,“three”,“red bowl”
处理机器人控制任务时,则输出:
“1 128 91 241 5 101 127 217”
两类输出共用模型参数和Token预测头,但动作Token的物理含义来自人为规定的动作映射,并不来自普通自然语言语义。某个Token在普通文本数据中可能几乎不用,在机器人任务中却被重新定义为“末端执行器向某方向移动的第132档”。因此,“动作是一种语言”更准确的理解是:
RT-2把机器人动作组织成与语言输出相同的数据格式,而不是认为机器人动作本身真的具有自然语言词义。
2.6 RT-2不是直接回归模型
从最终任务来看,RT-2实现的是:
图像+语言→连续机器人控制量
看起来像回归问题,但模型内部并没有直接预测Δx=0.012这样的浮点数。它先预测动作Bin对应的离散Token,再反量化为连续动作。因此RT-2本质上是:
离散动作Token生成模型
而不是:
直接连续动作回归模型
推理时来看:
RT-1通过11个动作分类头预测离散动作
RT-2则复用VLM的语言生成头,以自回归形式生成一串动作Token
简单来说:RT-1并行一次输出一组动作token(11个),RT-2串行一个个输出动作token,直到拼凑出完整的一组token(8个)
2.7 RT-2的数据实例
Web互联网数据(视觉问答VQA)
输入:一张桌上左有苹果、中有绿杯、右有香蕉的图片,以及问题“哪个物体在最右边?”
输出:文字Token标签转为→文本答案“香蕉”。
核心作用:通过海量此类图文问答数据,模型学会了物体识别、空间关系理解等视觉语义常识,为后续推理能力奠定基础。
机器人轨迹数据(机械臂操作)
输入:机械臂第一人称视角的当前画面和语言指令“拿起香蕉”,
输出:动作Token标签转为→一串离散化的动作数字(如“5 128 91 241 73 101 200 150”)→动作解码器→机器人控制量
核心作用:通过成千上万条“图像+指令→动作数字串”的遥操作记录,模型学会了将视觉感知和语言意图映射为具体的机械臂控制指令。
三、RT-2的模型结构与视觉语言融合

3.1 RT-2整体结构
RT-2的基本结构可以概括为:
预处理:机器人图像→VLM视觉编码模块→视觉表示;语言指令→Tokenizer→文本Token
后处理:视觉表示+文本Token→VLM多模态主干→动作Token序列动作Token→反量化→连续机器人动作
与RT-1不同,RT-2不再通过USE将整句话压缩成一个句子向量,也不再通过FiLM将语言提前写入EfficientNet。语言以完整文本Token序列进入VLM,图像也按照原有VLM结构被编码,视觉和语言在大型多模态模型内部进行联合建模。
3.2 RT-2-PaLI-X结构
PaLI-X采用视觉编码器加Transformer Encoder—Decoder结构。图像首先经过ViT视觉编码器形成视觉Patch嵌入,语言输入经过Tokenizer和嵌入层形成文本向量;经过投影后的视觉嵌入与文本输入嵌入一起送入Encoder,Decoder再自回归生成文本或动作Token。PaLI-X-55B主要由22B参数的ViT视觉部分和约32B参数的UL2 Encoder—Decoder主干组成。其结构可以概括为:

因此RT-2-PaLI-X并不是只使用Decoder,而是一个标准意义上包含Encoder和Decoder的多模态生成模型。
3.3 RT-2-PaLM-E结构
PaLM-E建立在Decoder-only语言模型PaLM之上。图像和其他连续传感器输入先经过视觉编码器和投影层,变成与语言Token嵌入维度相同的连续向量;这些视觉向量与文本Token嵌入组成一条“多模态句子”,共同送入Decoder-only PaLM,模型再自回归输出文本或动作Token。其结构可以概括为:

这里的拼接是嵌入向量序列的拼接,不是把原始图像像素和文字字符直接连接起来。
3.4 RT-2到底是不是Decoder-only
不能笼统地说RT-2只使用Decoder,因为RT-2是一套训练方法,不是单一架构:
RT-2-PaLM-E=Decoder-only
RT-2-PaLI-X=Encoder-Decoder
两者都可以成为RT-2,是因为RT-2的核心定义不是是否使用Decoder-only,而是:
预训练VLM+动作文本Token+Web与机器人数据联合训练
3.5 视觉和语言究竟如何融合
RT-2中的图像和语言不是在原始数据层面拼接。图像先转换成视觉特征向量:

语言先转换成文本嵌入向量:

然后模型在统一隐藏维度中通过注意力建立两种模态之间的关系。例如指令为“拿起已经灭绝的动物”,语言Token中的“已经灭绝的动物”会与图像中的恐龙区域建立对应;指令为“拿起最小的物体”,模型需要比较多个视觉区域的大小,再把满足条件的物体作为动作目标。与RT-1的区别可以概括为:
RT-1:语言向量FiLM调制视觉特征
RT-2:视觉Token+完整语言TokenVLM联合建模
RT-1更像“带着任务去看图”,RT-2则进一步让模型在完整多模态语义空间中分析对象、属性、关系和指令。
3.6 VLM的输出层如何变成动作生成器
普通VLM通常学习:
图像+问题→文本答案
例如:
图片+“图中有几个苹果?”→“three”
RT-2将机器人训练样本也改写成同样格式:
机器人图像+操作指令→动作Token字符串
于是,原本用于预测下一个文字Token的输出层,也可以预测下一个动作Token。RT-2没有必要再增加一个完全独立的大型动作网络,而是让同一个多模态模型同时学会回答问题和控制机器人。
四、RT-2的联合训练过程
4.1 两类训练数据
RT-2训练时同时保留两类数据。第一类是原有互联网视觉语言数据,例如图像描述、视觉问答、OCR和其他多模态任务:
图像+文本问题→文本答案
第二类是机器人轨迹数据:
机器人图像+语言指令→动作Token
两类数据最终都被表示为:
多模态输入→Token序列输出
因此可以使用同一个VLM框架进行联合训练。
4.2 为什么不能只使用机器人数据微调
预训练VLM已经从互联网图文数据中学到大量物体、符号、语言关系和常识。如果只使用规模较小的机器人数据继续微调,模型可能逐渐过度适应机器人任务,并遗忘原有视觉语言能力,即发生灾难性遗忘。例如模型本来知道恐龙、国旗、数字和简单算术,但如果后续长期只训练“拿起杯子”“打开抽屉”等机器人样本,这些能力可能退化。RT-2因此没有完全丢掉原始Web数据。
4.3 Co-Fine-Tuning
RT-2采用Co-Fine-Tuning,可以理解为“机器人微调”和“保留原始多模态训练”的结合。训练数据混合为:

概念上的训练目标可以写成:

其中,Lrobot用于学习机器人动作,Lweb用于维持原有视觉语言能力,λr,λw控制两类任务的训练权重。论文将这种保留部分原始图文数据、同时加入机器人数据的方法称为Co-Fine-Tuning。其核心目的可以概括为:学习机器人动作+不遗忘互联网知识
4.4 动作Token如何训练
假设一步机器人动作被表示成8个Token:
yt=[yt,1,yt,2,…,yt,8]
RT-2按照自回归方式预测:

其中,yt,<k表示当前动作序列中已经生成的前几个Token。对应的机器人训练损失为:

训练阶段,模型能够看到专家真实动作字符串;推理阶段,则需要自己逐个生成8个动作Token。
为了让模型学会“根据过去预测未来”,Transformer采用的是自回归(Auto-regressive)机制,这必然涉及教师强制(Teacher Forcing)。所以实际上,RT-2在训练时,会把真实的动作Token(Ground Truth)拼接在输入序列里。数学层面实现如下:
【输入序列】:
[图像Token]+ [语言Token]+ [真实动作Token_1]+ ... + [真实动作Token_8]
【输出目标矩阵】(整体右移一位,末尾填充):
[语言Token](忽略) + [动作Token_1](计算) + [动作Token_2](计算) + ... + [动作Token_8](计算) + [<PAD>](忽略)
【因果掩码】:
预测Token_2时,模型能看到Token_1(作为上下文),但被掩码挡住不能看Token_3。
【损失计算】:
模型输出预测的Token后,与输入序列里“错位一位”的真实Token计算交叉熵损失。
这一点上,RT-1和RT-2的底层训练逻辑完全一致。
4.5 RT-1和RT-2训练方式的区别
RT-1和RT-2都主要使用机器人示范进行模仿学习,但输出方式不同:
RT-1:视觉语言特征→独立动作分类
RT-2:视觉语言特征→VLM生成头→动作Token序列
RT-1重点学习的是:
机器人数据中的观察—动作映射
RT-2还需要维持:
Web视觉语言任务中的图像—文本映射
因此RT-2不仅是一次机器人行为克隆,也是一次VLM向VLA的联合适配。
4.6 互联网知识如何迁移到机器人动作
互联网数据与机器人数据提供的能力并不相同:
Web数据:理解对象、属性、符号、关系和常识
机器人数据:学习夹爪如何移动、怎样抓取、怎样放置
经过联合训练后,模型可以形成:
语义理解→确定目标→调用已有机器人技能
例如“拿起已经灭绝的动物”:VLM预训练负责理解恐龙属于已灭绝动物,机器人数据负责提供抓取动作;“把香蕉放到2+1的位置”:VLM负责理解2+1=3并找到数字3,机器人数据负责完成移动和放置。RT-2展示的核心迁移正是“新语义理解+已有动作技能”。需要注意,这不代表互联网图文数据能直接教会机器人新的低层动作。模型知道“鞋带是什么”,不等于已经会系鞋带;如果机器人示范中没有复杂灵巧操作,Web知识无法自动补齐相应的控制技能。
五、RT-2的推理与闭环控制
5.1 推理过程
RT-2部署后的推理过程为:
①机器人获取当前图像;
②将图像和用户语言指令输入VLA;
③模型自回归生成8个动作Token;
④系统将Token解码为终止标志、位置增量、旋转增量和夹爪动作;
⑤动作Bin反量化为连续控制量;
⑥底层控制器执行动作;
⑦相机获得新的图像;
⑧再次根据新图像预测下一步动作。官方说明动作Token会在推理阶段被反Token化为机器人动作,用于闭环控制。
完整闭环可以表示为:

5.2 RT-2仍然是单步闭环策略
RT-2不是一次生成从开始到结束的完整机器人轨迹,而是每个控制周期只生成当前时刻的一步动作,整体运行过程为:
观察→当前动作→新观察→下一动作
如果上一步抓取失败、物体发生移动或者机械臂未按预期到达位置,新的相机图像会反馈真实结果,模型可以在后续控制周期中修正。因此,RT-2仍然是一种单步闭环策略。在每一步动作内部,RT-2将8维动作表示成8个Token,并复用VLM的语言建模头,以自回归方式依次生成:
mt→Δx→Δy→Δz→Δrx→Δry→Δrz→gt
这构成了RT-1与RT-2在推理阶段的核心分水岭:RT-1使用11个动作分类头,通过一次前向传播并行输出完整动作向量,即11个Token,追求低延迟控制;RT-2则把动作视为一种“外语”,逐个生成动作Token,直到组成完整的8维动作。简言之,RT-1是“一次拍板”,RT-2是“逐字造句”。
这种方式的优点是可以直接复用VLM原有的文本生成结构;缺点是生成速度慢于并行输出,而且前面动作Token的错误可能影响后续Token。这也是后续VLA逐渐采用独立动作头、动作块、扩散模型和Flow Matching的重要原因。
5.3 RT-2的Chain-of-Thought版本
在单步闭环和自回归动作生成的基础上,RT-2还进行了Chain-of-Thought控制实验。研究团队对RT-2-PaLM-E进行额外微调,使模型能够先生成自然语言计划,再生成动作Token:
Plan:选择可以当作锤子的物体
Action:动作Token序列
例如,当用户要求“拿起可以临时用作锤子的东西”时,模型可以先判断石头适合作为临时锤子,再输出抓取石头的动作。官方将其视为VLA继承底层VLM语言推理能力的初步证据。但这并不意味着普通RT-2会在每个控制周期输出长篇思维过程,也不代表RT-2已经具备稳定的长时规划能力。CoT是经过额外训练得到的实验变体。
5.4 RT-2不是世界模型
尽管RT-2能够利用语言知识进行一定程度的语义推理,其核心仍是根据当前图像和语言直接生成动作。

它不会显式生成多个候选未来状态,也不会明确模拟“执行不同动作后,环境将发生什么变化”。因此,RT-2主要仍是一种反应式VLA策略,而不是显式世界模型。它可以借助语言知识判断“应该抓什么”,但这并不等同于能够在内部准确模拟长期物理结果。
六、RT-2的能力与实验意义
6.1 新物体与新背景泛化
RT-2能够把VLM的视觉识别能力迁移到机器人任务,对机器人训练数据中未出现的物体、背景和环境表现出更强泛化。官方在6000多次机器人评测中测试了模型的语义和视觉泛化能力,并报告RT-2在多项泛化维度上明显优于RT-1等基线。
6.2 符号理解
RT-2可以利用互联网预训练理解数字、图标和其他视觉符号。例如:
“把香蕉放到数字3的位置”
模型需要先识别画面中的数字3,再调用放置技能。机器人数据可能没有专门教授数字识别,但VLM已经从Web图文数据中学习了相关概念。
6.3 属性和关系推理
RT-2能够处理不直接给出具体物体名称的指令,例如:
“拿起最小的物体”
“拿起离苹果最近的物体”
“拿起与其他物体最不一样的东西”
模型需要比较多个物体的大小、距离或类别差异,先确定目标,再生成动作。官方将这类能力归为RT-2从互联网规模训练中获得的初步语义推理能力。
6.4 常识迁移
“拿起已经灭绝的动物”是RT-2最典型的示例。模型需要识别画面中的多个动物玩具,理解“已经灭绝”这一高层概念,并把恐龙作为抓取目标。其过程可以理解为:
语言常识:恐龙属于已灭绝动物
视觉理解:画面中的目标是恐龙玩具
机器人技能:移动夹爪并抓取目标
这三部分能力在RT-2中被端到端连接起来。
6.5 三类涌现能力
论文将涌现任务大致分为符号理解、语义推理和人类相关视觉知识等类别,并比较了RT-2-PaLM-E-12B、RT-2-PaLI-X-55B、RT-1与其他视觉预训练基线。官方项目页报告,在这类涌现任务上,RT-2相对基线取得约3倍的整体提升;在多种泛化测试中取得约2倍提升。这里所谓“涌现”,主要指这些具体指令没有直接出现在机器人示范中,但模型能利用VLM预训练知识完成任务,而不是表示机器人突然获得了完全不受数据约束的通用智能。
6.6 模型规模与预训练的重要性
RT-2论文比较了PaLI-X的5B与55B版本,以及从头训练、普通微调和Co-Fine-Tuning等不同方案。结果显示,预训练VLM权重非常重要,模型规模增加也总体上改善了机器人泛化能力。这说明:
更强的VLM视觉语言能力→更强的机器人语义泛化
但模型规模扩大主要增强的是理解和泛化能力,并不自动解决动作控制精度、控制频率和灵巧操作问题。
6.7 Language Table实验
RT-2还在Language Table基准中进行训练。官方项目页报告,RT-2在仿真任务中取得90%的成功率,高于此前77%的最好结果;同一技术路线在真实机器人上也能对番茄酱瓶、香蕉等训练数据中未出现的物体表现出一定泛化。这一实验说明,RT-2的方法并不只适用于Google原有机器人平台。只要能把目标机器人的动作离散并映射为Token,就可以使用类似方法把预训练VLM适配成VLA。
七、RT-2的贡献、局限与技术演进
7.1 RT-2的核心贡献
第一,RT-2正式提出VLA范式,使同一个模型能够统一处理视觉、语言和机器人动作。
第二,它提出一种简单的动作统一方式:将连续动作划分为256个Bin,再映射到VLM的Token输出空间,从而直接复用预训练模型的Transformer和生成头。
第三,RT-2采用Co-Fine-Tuning,同时训练Web视觉语言数据与机器人轨迹数据,使模型学习动作时保留互联网预训练知识。
第四,RT-2证明VLM中的物体概念、符号理解和初步推理能力可以迁移到真实机器人控制。
其核心结构可以概括为:
预训练VLM+动作Token化+Web与机器人数据联合训练=VLA
7.2 RT-2的主要局限
第一,连续动作被离散为256档,会产生量化误差。
第二,普通Token交叉熵不会天然表达动作之间的物理距离,例如预测127通常比预测20更接近真实Token 128,但损失函数将它们视为不同类别。
第三,动作Token需要自回归生成,控制延迟较高,且前面Token的错误可能影响后面Token。
第四,12B和55B模型计算成本远高于RT-1,不利于端侧实时部署。
第五,RT-2提升更明显的是语义泛化,而低层动作能力仍受机器人示范限制。
第六,模型每次主要生成当前时刻的单步动作,没有专门建模未来多步连续动作。
第七,RT-2没有显式世界模型,复杂长时任务、错误恢复和物理预测能力仍然有限。
7.3 RT-1、RT-2与π₀的演进关系
|
对比项 |
RT-1 |
RT-2 |
π₀ |
|---|---|---|---|
|
模型定位 |
语言条件多任务机器人策略 |
视觉语言动作VLA |
通用机器人基础策略 |
|
基础模型 |
EfficientNet+小型Transformer |
PaLI-X或PaLM-E等VLM |
预训练VLM+Action Expert |
|
语言处理 |
USE句子向量 |
完整文本Token |
完整文本Token |
|
视觉语言融合 |
FiLM调制视觉特征 |
VLM内部联合建模 |
VLM表征为动作专家提供条件 |
|
Transformer结构 |
Decoder-only主干 |
PaLI-X为Encoder—Decoder;PaLM-E为Decoder-only |
VLM与专用动作专家组合 |
|
动作表示 |
独立单步离散动作Token |
映射到VLM词表的单步动作Token |
连续多时间步动作块 |
|
动作生成 |
动作分类 |
自回归Token生成 |
Flow Matching连续生成 |
|
训练数据 |
机器人示范为主 |
Web视觉语言数据+机器人示范 |
多机器人预训练+任务后训练 |
|
主要意义 |
证明机器人策略可以规模化 |
将互联网知识迁移到动作 |
强化高频连续动作建模 |
三者的技术演进主线是:
RT-1:大规模机器人数据→统一多任务策略
RT-2:预训练VLM+机器人动作Token→VLA
π0:预训练VLM+专用Action Expert+Flow Matching→连续动作基础模型
RT-1主要解决“一个模型能否学习大量机器人任务”;RT-2主要解决“机器人能否继承互联网视觉语言知识”;π₀则进一步解决“大型VLM不擅长高频、连续、多步动作生成”的问题。
7.4 整体总结
1.RT-2的完整过程可以压缩为:
互联网图文数据→预训练VLM
机器人Episode→当前图像+语言指令+专家动作
连续动作→256档离散化→8个动作Token
Web视觉语言数据+机器人动作数据→Co-Fine-Tuning
当前图像+语言指令→RT-2→动作Token序列
动作Token→连续控制量→机器人执行→获得新图像→继续闭环预测
2.RT-2需要重点记住十点:
①RT-2不是把完整PaLM-E和完整RT-1简单串联,而是把预训练VLM直接训练成动作生成模型;
②RT-2是一套VLM转VLA的方法,不是一个固定网络结构;
③RT-2-PaLI-X使用Encoder—Decoder结构,RT-2-PaLM-E使用Decoder-only结构;
④语言在RT-2中保留为完整文本Token,不再像RT-1一样先压缩成USE句子向量;
⑤视觉和语言先分别变成连续向量,再在VLM内部联合建模;
⑥连续机器人动作被划分为256个Bin,并组织成8个动作Token;
⑦RT-2的动作Token映射到VLM词表空间,但其物理含义与普通语言词义不同;
⑧模型通过Co-Fine-Tuning同时学习Web任务和机器人任务,从而在学习动作时保留互联网知识;
⑨RT-2最核心的泛化是“利用新语义调用已有动作技能”,并不能凭空获得机器人数据中没有的新低层动作;
⑩RT-2正式建立了VLM到VLA的技术路线,是后续OpenVLA、RT-X以及通用机器人基础模型的重要起点。
7.5 RT-2注意点
①ViT(Vision Transformer)视觉编码器的核心结构,是将图像转换为序列,然后仅使用Transformer架构中的编码器(Encoder)部分进行处理
②机器人输出的Token里,代表具体动作数值的那些Token,其文本内容被限定在‘0’到‘255’之间;但输出序列中同时夹杂着空格、结束符等辅助性Token。
③RT-2代码上没有两套损失函数,实际是一套,Web文本和机器人动作都被转换成Token序列,统一使用Token级交叉熵训练
④视觉Token和视觉嵌入的区别
视觉Token(Visual Tokens):指ViT(视觉编码器)直接输出的原始特征向量。
视觉嵌入(Visual Embeddings):指VIT的输出经过“投影层(Projection Layer)”映射之后的向量。
哲学思考
“动作不是语言的终点,而是知识获得身体的开始。”
——当“灭绝动物”的常识、数字3的符号、256个动作Bin、8个自回归Token和机械臂的闭环反馈被放进同一模型,VLM便不再只会描述世界,而开始把概念翻译成位姿增量与夹爪开合;Co-Fine-Tuning一边保留Web知识,一边接入机器人Episode,让新语义调用已有技能。它表面上是在复用生成头,本质上是在重新划分理解与行动的边界:知识不会天然变成能力,只有经过表示、训练和反馈,才真正获得改变物理世界的手。
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