10月8日,Hugging Face每日论文榜收录了一篇来自英伟达团队的机器人论文《Long-WAM: Scaling the Context of World-Action Models》(Long-WAM:扩展世界动作模型的上下文,arXiv:2610.10528)。论文作者来自英伟达、麻省理工学院(MIT)、香港大学和加州大学圣地亚哥分校,共16人,包括Wei Huang、Bohan Zhang、Linxi “Jim” Fan、Xiaojuan Qi、Song Han和Yukang Chen等,提交时间为北京时间10月8日凌晨1点58分。
先说什么是世界动作模型。据论文介绍,世界动作模型(World-action models,简称WAM)把视频预测带进了闭环控制:模型不只决定机器人下一步怎么动,也会预测画面接下来怎么变化。论文写到,一张图片能看出物体在哪里,却看不出它在怎么动、交互进行到了哪一步,所以视觉历史天然是动作的依据。
问题在于,处理更多历史会拖慢反应。作者提出的问题是:WAM的控制效果如何随视觉上下文变长而变化,又怎样在实时约束下保住这些收益?Long-WAM就是他们给出的“模型+系统”框架。
论文最核心的发现可以概括成一句话:能访问历史,不等于会用历史。据论文,只有当视频底座是用自回归(AR)方式预训练的,更长的历史才会带来明显得多的收益。
具体做法分几步。第一步是视频预训练:团队在LongLive-2.0的16秒自回归检查点基础上继续训练,得到LongLive2.0-Robot,所用数据约为10,000小时(按窗口折算)的机器人视频和第一人称人类视频,来自RoVid-X、AgiBot World、EgoDex、EgoVerse和VITRA五个数据集。由于只用视频监督、不需要动作标签,模型可以从多种机器人形态中学习。
第二步是“因果到因果”的动作适配:接上动作专家时,保留视频预训练学到的“从历史到未来”的时间结构。视频查询只读自己和更早的画面块,从不读动作;动作查询则读已观测的历史、部分去噪的未来画面和整段带噪动作块。论文把这种“先预测、再行动”的方式称为逆动力学建模(IDM)。推理时,未来画面只在潜空间里推演,从不解码成像素。
图1:Long-WAM总览:①用约10,000小时、5个数据集的机器人视频和第一人称人类视频做自回归视频预训练;②因果到因果的世界动作适配;③扩展上下文,RoboCasa GR-1提高15.4个百分点、LIBERO-Long提高5.0个百分点;④在RTX 5090、DGX Spark和Jetson Thor上高效部署。来源:arXiv论文《Long-WAM: Scaling the Context of World-Action Models》(arXiv:2610.10528)。
第三步是扩展上下文。据论文,在RoboCasa GR-1桌面任务上,把历史窗口从0秒加到19.2秒,成功率从63.3%升到78.7%,提高15.4个百分点;在LIBERO-Long上,2.4秒历史就把成功率从94.5%提到99.5%。
作者做了对照:同样做因果适配,换用双向预训练的Wan2.2作初始化,长上下文的收益就没有了。论文写到,这个双向版本从2.4秒时的61.7%升到9.6秒时的64.1%,到19.2秒又回到61.6%;两个自回归版本在2.4到19.2秒区间则分别提高了12.4和11.0个百分点。机器人领域自回归版本的领先幅度,从无历史时的3.3个百分点扩大到19.2秒时的17.1个百分点。
上下文也不是越长越好。据论文,把窗口拉到38.4秒时,成功率降到75.2%和74.2%。作者解释,这个窗口是平均训练轨迹(12.1秒)的三倍,采样到的历史帧有80.4%是填充,他们推测下降来自历史覆盖不足,而不是记忆能力本身的上限。更长的上下文同样有代价:历史增加到8倍,RTX 5090上的延迟增加到3.2倍(从107.4毫秒到341.0毫秒)。
仿真基准上,据论文,Long-WAM(IDM)在LIBERO上平均成功率99.5%,在LIBERO-Long上比LingBot-VA和Fast-WAM分别高1.0和4.3个百分点;在RoboTwin 2.0上平均94.4%;在加入移动物体的DOMINO上,经过动态数据微调后成功率34.9%、操作分45.1,分别比Fast-WAM高15.0个百分点、比PUMA高10.1分。
图2:评测环境:左为LIBERO、RoboTwin 2.0、DOMINO和RoboCasa四个仿真基准,右为G1和YAM上的8种真实任务配置,包括四种传送带速度下抓杯、动态叠杯、叠碗、按颜色分拣积木和把饺子放进锅里。来源:arXiv论文《Long-WAM: Scaling the Context of World-Action Models》(arXiv:2610.10528)。
“先预测、再行动”本身也有用。论文的消融显示,在LIBERO-Long上,IDM方式达到99.5%,不预测未来画面的版本是94.5%,视频和动作联合去噪的版本是97.8%。作者认为,先估计交互会怎样演变,有助于协调后面多个子步骤的动作。
第四步是让模型在边缘设备上实时跑起来。据论文,团队采用异步执行:机器人边执行,模型边推理下一段动作;同时用流式VAE在观测到达时就逐块编码,减少触发后的计算。论文称,自回归视频底座的预测能力让动作衔接平滑,不需要混合或前缀引导。
加速方面,视频专家的线性层用W4A4 NVFP4(四比特权重和激活)量化,动作计算和KV存储保留BF16,再配合CUDA Graph重放、PyTorch编译、推理调用内的KV复用、共享输入量化和视频-动作在线softmax等优化,最后按设备做针对性调优。
结果是:在RTX 5090上,每个动作块(含未来画面潜变量预测和完整的观测VAE计算)耗时107.4毫秒,比未优化的BF16 eager执行快3.3倍;在DGX Spark和Jetson AGX Thor上分别为328.2毫秒和378.7毫秒,提速4.1倍和3.2倍。据论文表格,Fast-WAM在RTX 5090上为244.1毫秒,Long-WAM在还要多预测未来画面的情况下快了2.3倍。
速度和效果之间也有取舍。论文写到,优化后RoboTwin 2.0成功率从94.4%变为93.5%;每位专家只用两步去噪的版本延迟降到81.8毫秒,成功率再降1.0个百分点。异步执行几乎不掉点:IDM版本只比同步低0.2个百分点(94.4%到94.2%),而Fast-WAM和LingBot-VA分别下降15.4和45.5个百分点。
真机测试在宇树Unitree G1人形机器人和YAM双臂机械臂上进行,每种策略、每种条件各做20次试验;G1上的对比对象是π0.5和Fast-WAM。
传送带抓杯任务里,带速从每秒3.0厘米加快到7.5厘米时,据论文,Fast-WAM的抓取成功率从75%跌到0%,π0.5从15%跌到0%,Long-WAM则保持在90%到100%(依次为100%、100%、95%和90%)。
更难的是动态叠杯:以每秒3厘米移动的绿杯要被放进蓝杯,除了拦截还得对准放置。论文写到,Long-WAM在20次中成功19次,两个基线一次都没成功。
图3:宇树G1上的动态操作:上方柱状图比较π0.5、Fast-WAM、Long-WAM和人类遥操作在叠杯及不同带速抓杯上的成功率;下方是Long-WAM成功、Fast-WAM失败的过程画面。来源:arXiv论文《Long-WAM: Scaling the Context of World-Action Models》(arXiv:2610.10528)。
长程任务在YAM上进行,平均每个任务超过40秒。Long-WAM在按颜色分拣积木、把饺子放进锅里和叠碗三项任务上分别成功80%、80%和85%,平均81.7%。
论文还把Long-WAM当作分层系统里的“执行者”来测:在RoboCasa365上,用一个以Human300数据训练、带2.4秒视觉上下文的检查点,不做任何额外训练,接上GPT-6 Astra做高层规划。规划器负责把目标拆成原子子指令,Long-WAM负责输出动作。
据论文,这样搭配后总体成功率从31.4%升到54.4%,规划器单独只有25.2%;没见过的组合任务从6.1%升到35.0%。加规划器给Long-WAM带来23.0个百分点的提升,给π0.5只带来13.6个百分点。作者认为,执行能力越强,规划越能发挥作用。
训练成本方面,论文写明LongLive2.0-Robot预训练约用30,720个GPU小时、64块英伟达H100,下游WAM在16块GB200上训练。论文同时给出了代码仓库(GitHub上的NVlabs/LongLive)和项目主页。
把“上下文长度”当成一种资源来讨论,是这篇论文最值得看的地方:历史画面有没有用,取决于底座是否学过从过去预测未来,也取决于系统能不能及时把预测变成动作。不过,真机实验每项只有20次,传送带速度和任务种类也有限,长上下文在更复杂的家庭环境里是否同样奏效,还需要更多独立复现。(以上为本号观点)
来源:arXiv论文《Long-WAM: Scaling the Context of World-Action Models》(arXiv:2610.10528v1,cs.RO),作者来自英伟达、麻省理工学院、香港大学和加州大学圣地亚哥分校,2026年10月7日(UTC)提交,链接 https://arxiv.org/abs/2610.10528 。文中三张配图均为该论文原图。