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当前,预测语世界-动作模型(World-Action Model,到规动作 WAM)正成为具身智能领域的关键研究方向。WAM 的统推理核心在于将世界建模与动作预测深度融合:机器人不仅能基于当前观测生成控制指令,还能预演未来状态或视觉画面,世界生成从而在行动前评估潜在结果。建模这种机制有助于模型内化物理规律及动作后果,预测语但也引发了新的到规动作技术挑战。
首先,统推理图像预测往往涉及大量与任务无关的世界生成细节重建(如背景纹理、光照变化等)。建模这些冗余信息对动作生成贡献有限,预测语却显著增加了模型的到规动作学习负担。其次,统推理计算开销巨大,世界生成若推理阶段需显式生成图像或视频,建模将引入额外延迟,阻碍机器人的实时闭环控制。
更为关键的是,现有 WAM 多依赖像素级视觉预测,缺乏足够的语义表达能力,难以充分传达任务意图、因果关系及长期规划逻辑。

图 1:WAM 的局限性:细节重建负担、推理延迟与语义缺失
针对上述痛点,上海交通大学 DENG Lab 提出了世界-语言-动作模型(World-Language-Action Model, WLA)。该框架将世界建模、语言推理与机器人动作生成统一于同一架构中。WLA 对未来状态的预测超越了单纯的“画面生成”,转而同时建模两类核心信息:粗粒度的文本意图与细粒度的物理动态。

在部署阶段,WLA 仅激活 2B 参数,却在仿真与真实机器人实验中全面超越多种主流 WAM/VLA 基线。在长时程、强记忆依赖的 RMBench 基准上,WLA 取得了 56.5%的成功率,接近次优方法的两倍。更重要的是,经系统级推理优化后,WLA 的单次推理延迟降至 40ms,完全胜任动态场景下的实时机器人控制。此外,WLA 展现出直接从跨本体、无动作标注的机器人视频中学习新任务的潜力,为降低数据采集成本提供了全新路径。

代码与模型权重均已完全开源:
不同于采用双向 DiT 的 WAM,WLA 以自回归 Transformer为骨干网络,并由预训练视觉-语言模型(VLM)初始化。这一设计使模型天然继承 VLM 的语言理解、序列生成及上下文管理能力,摆脱了像素级预测的局限。
在长时程任务中,高层指令通常只给出最终目标,而未指定具体步骤。为此,WLA 将高层意图拆解为文本子任务:模型预测未来动作窗口对应的子任务序列,并维护一个记忆缓冲区以记录已完成步骤。推理时,模型先自回归生成当前应执行的子任务,再据此生成动作;执行后的子任务被写入记忆,作为后续决策的上下文。
由此,WLA 实现了从“看一帧、做一步”到“持续判断任务进度”的跨越:明确哪些步骤已完成、当前该做什么、下一步如何推进。这种文本意图建模为长时程、强记忆依赖的机器人操作提供了清晰、可解释的高层语义支撑。

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视频 1:WLA 具备推理、规划和记忆能力,能够处理长时程任务
为使自回归主干具备物理动态建模能力,WLA 引入了“世界专家”及一组 meta-queries。模型将 meta-queries 追加至输入序列末尾,通过因果注意力聚合上下文信息,形成对环境变化的紧凑表征。
训练阶段,“世界专家”以当前视觉状态和 meta-queries 的隐藏表示为条件,预测未来视觉状态。由于该预测目标要求模型捕捉动作序列引发的环境变化,这些隐藏表示被约束为一种潜在动作表征:它们不负责重建底层细节,而是集中编码核心物理动态。同时,这些潜在动作表征作为条件输入,引导“动作专家”生成可执行的机器人动作。

图 3: WLA 的架构设计
因此,WLA 在推理时无需显式生成未来图像。世界建模信号已在训练阶段通过共享主干和 meta-queries 注入动作生成过程,推理时可关闭“世界专家”,直接生成机器人动作。这种机制既保留了世界建模带来的物理先验,又避免了传统 WAM “先想象、再执行”范式带来的额外延迟。经系统级优化后,WLA 单次推理延迟降至 40 ms,适用于动态场景下的实时控制。

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视频 2:WLA 的推理延迟显著低于传统 WAM 方法
在 RoboTwin 2.0 和 LIBERO 仿真基准上,WLA-0在仅激活 2B 参数且未进行具身预训练的情况下,取得了极具竞争力的结果。





最后,实验考察了 WLA 从无动作标注视频中学习未见任务的能力。作者将 RoboTwin 的 50 个任务划分为 45 个 Seen 任务和 5 个 Unseen 任务,并设置四组对比实验:
1. Seen-Action baseline:仅使用 Seen 任务动作监督
2. Seen-Action+Video:加入 Seen 视频监督
3. +Unseen Same-Emb. Video:加入 Unseen 同本体视频
4. +Unseen Cross-Emb. Video:加入 Unseen 跨本体视频

结果显示,仅加入 Seen 任务视频监督收益甚微,平均 Clean/Rand. 成功率从 13.0/11.6 变为 11.8/12.6;加入 Unseen 同本体视频后,成功率提升至 34.4/30.0;加入 Unseen 跨本体视频后,仍达到 28.8/27.4。以 Beat Block Hammer任务为例,Baseline 几乎完全失败,而引入 Unseen 任务视频监督后,模型学会了抓取锤子并尝试敲击目标,充分展现了跨本体迁移的潜力。

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