在机器人技术领域,如何让机器更精准地理解并执行人类指令一直是研究热点。传统机器人模型虽能完成“将杯子放入篮子”等基础任务,但在执行细节上,如使用哪只手、从哪个方向抓取、抓取杯身还是杯柄等,往往缺乏明确指导。这导致机器人执行任务时灵活性不足,难以适应复杂多变的环境需求。
针对这一难题,香港大学XLANG Lab与阿里巴巴Qwen团队联合提出名为FineVLA的开源框架。该框架通过引入细粒度语言控制,使机器人不仅能完成任务目标,还能按照人类指定的方式执行动作。例如,用户可通过语言指令控制机器人使用左手、从特定角度接近物体、抓取指定部位等。实验数据显示,在RoboTwin仿真环境中,FineVLA的最佳混合策略设置成功率达86.8%/82.5%,较基线模型提升15.0/11.1个百分点;在真实双臂机器人平台上,成功率从49.9%提升至62.7%,在姿态、颜色、接近方向等关键指标上均有显著改善。
现有VLA(视觉-语言-动作)模型虽能根据自然语言完成抓取、放置等操作,但语言监督粒度较粗。例如,不同轨迹可能涉及使用左臂或右臂、绕过障碍物或直线移动等差异,但数据集中往往仅标注“拿起勺子”这类目标级指令。这种标注方式导致模型难以从语言中学习具体的执行约束,如使用哪只手、从哪个方向接近物体等。目前多数机器人数据集缺乏细粒度标注,成为构建可控VLA系统的主要障碍。
FineVLA框架通过构建“数据-模型-评测-策略”的完整闭环,系统性解决三大核心挑战:缺乏细粒度标注基础设施、缺乏评测基准与标注工具、缺乏细粒度语言对策略学习影响的系统性证据。该框架包含四个核心组件:FineVLA-Tool负责将异构数据转化为细粒度标注数据;RoboFine-VLM作为专用视觉语言模型,用于生成机器人动作描述;RoboFine-Bench提供细粒度动作理解评测基准;FineVLA-Policy则验证混合训练策略的有效性。
在数据处理环节,FineVLA-Tool从10个开源数据集中汇总97万条机器人轨迹,通过统一格式、动作规范化、DTW聚类去重等步骤,最终筛选出4.7万条代表性样本。这些样本沿动作序列、执行体、目标物体、接触方式等10个维度进行标注,标注词数从平均9.3个增至96.8个,提升10.4倍。为解决通用视觉语言模型(VLM)难以描述机器人动作细节的问题,研究团队对Qwen3.5-VL模型进行微调,得到能输出步骤级动作描述的RoboFine-VLM,可作为未来数据扩展的可扩展标注器。
评测方面,RoboFine-Bench包含500段视频、32种机器人形态和1.1万个原子事实,设有VQA(视觉问答)和Caption(描述生成)两个轨道。VQA轨道包含1030个问题,覆盖实体定位、动作理解、状态推理三个维度;Caption轨道要求模型生成细粒度动作描述,由大语言模型评判输出与原子事实的对齐程度。实验结果显示,RoboFine-VLM在VQA轨道准确率达68.2%,较通用基线模型提升8个百分点;在Caption硬模式(无语言线索)下得分82.2%,超越GPT-5.4模型。
策略验证环节,研究团队通过控制语言监督类型(仅原始指令/仅细粒度指令/混合指令),系统评估细粒度标注对策略学习的影响。实验表明,细粒度监督不损害任务成功率,且与原始指令形成互补。在RoboTwin仿真中,混合指令策略成功率呈倒U型趋势,最佳比例为细粒度指令与原始指令1:1至1:2,此时成功率达86.8%。真实机器人实验进一步验证,混合指令策略在颜色、姿态、接近方向等指标上提升显著,尤其在训练中未出现的“左手操作右侧目标”等组合任务中,成功率从0提升至10%,显示细粒度监督带来的因子级泛化能力。























