RynnVLA-001:基于视频生成与人体轨迹预训练的视觉-语言-动作模型

原创 2025-08-13 10:35:50新闻资讯
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一、RynnVLA-001是什么

RynnVLA-001是阿里巴巴达摩院自主研发并开源的视觉-语言-动作(Vision-Language-Action, VLA)模型,专为具身智能(Embodied AI)场景设计。该项目通过大规模第一人称视角视频预训练,使机器人能够从人类示范中学习操作技能,并将这些技能隐式迁移到机械臂控制中,实现语言指令驱动的复杂任务执行。其核心创新在于结合视频生成模型动作压缩编码技术,构建了一个端到端的框架,支持从视觉输入到连续动作输出的高效映射。

RynnVLA-001于2025年8月11日在世界机器人大会上正式开源,作为阿里达摩院“具身智能三大件”之一(另两项为世界理解模型RynnEC和机器人上下文协议RynnRCP),旨在解决机器人开发中模型与本体适配难、任务泛化能力不足等问题。项目开源后迅速成为GitHub热门仓库,因其在机械臂操控的流畅性和任务适应性上的显著优势受到广泛关注。

二、功能特色

1. 人类技能的自然迁移

RynnVLA-001通过分析第一人称视角的人类操作视频(如拧瓶盖、抓取物品等),自动提取动作逻辑(如“先对准角度再发力”),并隐式迁移到机器人控制中。传统方法需编写大量坐标代码的任务(如开抽屉),现仅需让机器人观看人类操作视频即可自主摸索执行方案。

2. 连贯平滑的动作生成

模型采用**动作块压缩编码(Action VAE)**技术,将连续动作序列压缩为潜编码,使机械臂动作更接近人类操作的流畅性。例如,在“抓取草莓并放置到手掌”任务中,模型输出的动作潜编码能确保机械臂运动无卡顿,且符合物理约束。

3. 多模态指令理解与执行

支持视觉-语言联合推理

  • 视觉输入:处理第一人称视角的RGB图像或视频流;

  • 语言指令:理解如“把草莓放到碗里”等高层任务描述;

  • 动作输出:直接生成机械臂控制信号,无需中间编程步骤。

4. 长程任务规划能力

模型可分解复杂指令为多步动作序列。例如,在“整理餐桌”任务中,能依次完成“识别餐具→抓取→分类放置”等子任务,并通过动作块编码保持步骤间的连贯性。

5. 开源生态集成

与达摩院开源的RynnRCP协议深度适配,支持将模型推理结果实时转换为机械臂控制信号(通过RobotMotion模块),并兼容Pi0、GR00T N1.5等主流机器人模型及SO-100/SO-101机械臂。

RynnVLA-001.webp

三、技术细节

1. 三阶段训练框架

RynnVLA-001的技术实现基于生成式先验,分为以下阶段:

  1. 第一阶段:自我中心视频生成预训练

    • 使用海量第一人称视频(如EGO4D数据集)训练视频生成模型,学习人类操作的视觉规律(如手部轨迹、物体交互动态)。

    • 关键点:模型需捕捉视频帧间的时序关系,为后续动作迁移提供高质量初始化。

  2. 第二阶段:机器人动作块压缩编码

    • 引入变分自编码器(VAE)对机械臂动作序列(如关节角度、末端执行器位姿)进行降维,提取低维潜编码(Action Chunk Latents)。

    • 优势:压缩后的动作块支持跨任务泛化,例如“旋转”动作可同时应用于“开瓶盖”和“拧螺丝”场景。

  3. 第三阶段:视觉-语言-动作模型构建

    • 视觉编码器:提取图像特征(如ResNet或ViT);

    • 语言编码器:处理自然语言指令(基于Transformer);

    • 多模态融合模块:对齐视觉与语言特征;

    • 动作解码器:输出动作块潜编码,经VAE解码为连续控制信号。

    • 将视频生成模型与动作VAE结合,构建端到端VLA架构:

2. 核心组件与创新

  • Action VAE

    • 采用双向LSTM结构编码动作序列,潜空间维度为128,确保动作平滑性;

    • 训练时加入动力学约束损失,避免机械臂自碰撞或超限运动。

  • 多模态对齐损失

    • 使用对比学习(如CLIP风格)对齐视频帧与语言指令,提升任务理解准确性。

  • 仿真-真机迁移工具

    • 提供一体化仿真环境(基于PyBullet或Mujoco),支持动作策略的快速验证与真机部署。

3. 性能指标

在达摩院内部测评中,RynnVLA-001在多项“抓取-放置”任务中的成功率较传统方法提高4%,动作流畅度(以轨迹曲率方差衡量)提升30%。

四、应用场景

1. 智能家居与服务机器人

  • 示例任务:整理物品、递送水杯、开关抽屉;

  • 优势:通过观看人类示范视频快速适应新家居环境,无需针对每项任务重新编程。

2. 工业自动化

  • 精密装配:在电子制造中,根据语言指令完成“拿起电路板→对准插槽→按压固定”等操作;

  • 柔性生产:支持小批量多品种任务,如更换夹具后仅需提供新操作视频即可学习新动作。

3. 物流与仓储

  • 分拣系统:识别包裹并规划抓取路径,适应不同尺寸、形状的货物;

  • 协作搬运:多机械臂通过RynnRCP协议协同工作,由RynnVLA-001分配动作序列。

4. 医疗辅助

  • 手术器械传递:理解医生语音指令(如“递剪刀”),确保动作精准且符合无菌要求;

  • 康复训练:模仿治疗师动作辅助患者进行关节活动。

五、相关链接

  • GitHub仓库: https://github.com/alibaba-damo-academy/RynnVLA-001

  • Hugging Face模型库: https://huggingface.co/Alibaba-DAMO-Academy/RynnVLA-001-7B-Base

  • ModelScope: https://modelscope.cn/models/DAMO_Academy/RynnVLA-001-7B-Base

六、总结

RynnVLA-001是阿里达摩院在具身智能领域的重要开源成果,其通过视频生成预训练与动作压缩编码技术,实现了人类操作技能向机器人的高效迁移,显著提升了机械臂控制的自然性和任务泛化能力。作为一套完整的视觉-语言-动作框架,它不仅降低了机器人编程的门槛,还与RynnRCP协议、RynnEC模型构成技术闭环,为智能家居、工业自动化、物流等场景提供了可落地的解决方案。该项目的开源标志着具身智能从实验室走向产业应用的关键一步,其技术路线也为后续研究提供了重要参考。

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