达道宝配资平台道通科技 0.5B参数打赢7B模型：SimVLA重塑机器人操作VLA范式

技术深度解析

SimVLA：践行奥卡姆剃刀，以极简VLA架构重塑机器人操作基准

在通用机器人操作领域，视觉-语言-动作（Vision-Language-Action, VLA）模型作为具身智能的核心范式，近年来陷入了“复杂度军备竞赛”的发展误区。学界与工业界纷纷通过叠加3D几何先验、复杂时空注意力模块、多阶段解码结构，或是盲目扩容模型参数量，试图突破性能上限，却忽略了一个核心问题: 复杂架构带来的工程冗余，算力损耗巨大。OpenVLA的模型规模达到约7B参数，往往需要RTX4090或A100等高端GPU才能运行。

针对这一行业痛点，道通科技旗下Frontier Robotics团队潜心研发，正式推出SimVLA（Simple Vision-Language-Action）极简基准模型。该成果以“如无必要，勿增实体”的奥卡姆剃刀原则为核心设计哲学，严格剥离冗余架构设计，通过感知与控制深度解耦、核心训练流程全标准化，实现了仅0.5B参数量的极简模型，在多项标准基准测试中超越数十亿参数量的复杂SOTA模型，同时大幅降低算力门槛，为VLA领域搭建了透明、可复现、高性能的基准坐标系。相关研究论文已公开于(arXiv:2602.18224)，项目代码、权重与全套部署方案已全面开源，助力具身智能技术落地。

核心技术定位：SimVLA并非单纯追求SOTA的新型模型，而是面向VLA领域的标准化基准框架，通过极简模块化设计与严谨训练范式，厘清性能增益核心要素，为后续架构创新提供公平对比标尺，同时兼顾工程落地的高效性与易用性。

领域痛点与研发初衷：告别冗余，回归VLA本质

当前VLA模型研发存在三大核心痛点，制约了技术从实验室走向实际场景：

• 归因模糊，创新价值难量化：新增模块、优化策略、数据配比等变量混杂，新模型的性能提升无法明确归因于架构创新，还是隐性训练技巧，导致领域研究难以形成有效积累；

• 算力门槛过高，普惠性不足：主流大参数量VLA模型（如7B量级OpenVLA）训练峰值显存需求超60GB，依赖高端算力集群，中小团队与研究者难以复现、微调与二次开发；

• 架构耦合严重，扩展性差：感知模块与动作生成模块深度绑定，无法灵活适配新一代视觉-语言（VLM）骨干，模型迭代成本极高，难以适配多形态机器人的部署需求。

基于此，SimVLA团队确立了清晰的研发目标：打造一个尽量简洁、模块解耦、训练流程标准化的 VLA 基线，在较低参数规模和算力开销下实现具有竞争力的机器人操作性能，并为后续方法提供更透明、更可复现的比较参照。

SimVLA 在真实机器人上的零样本部署表现

涵盖了收纳、插花等复杂任务

这种“做减法”的设计不仅让模型更透明，还带来了一个巨大的工程优势——极高的效率。如下表所示,SimVLA 在Batch=8时的峰值训练显存仅需9.3GB。相比之下,7B规模的 OpenVLA-OFT 需要62GB。这意味着，你甚至可以在一张普通的消费级显卡（如RTX 3090）上轻松训练和微调自己的机器人策略。

SimVLA 与主流模型的性能及效率对比

其显存占用优势巨大

核心架构设计：感知控制深度解耦，极简模块化极致优化

SimVLA摒弃复杂耦合设计，采用“VLM骨干编码器 + 轻量级动作头”的二元模块化架构，严格划分感知理解与动作执行两大功能模块，实现职责分离、高效协同，遵循尽量简洁的设计原则。（1）整体工作流程

模型端到端推理流程清晰可控，全程无冗余计算，适配机器人实时控制需求：

• 多模态输入：接收多视图RGB图像、自然语言指令、机器本体感受状态（关节位置、姿态等）三类核心输入；

• 感知特征提取：VLM骨干编码器单次前向推理，完成视觉与语言特征融合，输出跨模态融合Token；

• 动作序列生成：轻量级动作头基于融合特征、本体状态与时间嵌入，通过流匹配去噪，输出连续动作块（Action Chunk），完成机器人控制指令生成。

• VLM骨干编码器：通用感知引擎

采用预训练视觉-语言模型作为专用感知模块，仅负责跨模态特征提取，不参与动作生成，实现感知能力与控制逻辑的解耦。默认选用SmolVLM-500M-Instruct（0.5B参数量），也可灵活适配Florence-2等主流VLM骨干，无需改动动作头结构，具备极强的扩展性。

该模块核心作用：将多视图视觉信息与自然语言指令映射至统一特征空间，输出高维度融合Token，为动作生成提供精准的环境语义与空间位置先验，且每个控制步仅需推理一次，大幅降低推理延迟。

• 轻量级动作头：专用控制模块

采用轻量化Transformer编码器结构，分为小、大两种可配置规格，参数量仅约300M，极致轻量化，具体架构参数如下:

输入维度：融合VLM特征、机器本体感受状态、时间步正弦位置编码、加噪动作块四类信息，通过自注意力机制完成信息融合，全程无复杂交叉注意力、条件归一化等冗余设计。

• 动作生成机制：条件流匹配（CFM）连续动作建模

摒弃离散动作Token预测与不稳定的扩散模型，采用条件流匹配(Conditional Flow Matching, CFM）实现连续动作空间建模，这是SimVLA高效稳定的核心技术关键。

CFM核心原理：学习确定性向量场，将高斯噪声平滑转化为目标动作分布，训练目标为最小化L2损失，推理阶段通过少量欧拉积分步骤，即可从噪声中生成时序平滑、连续可控的动作块，相比扩散模型，推理速度更快、动作时序一致性更强、优化稳定性更高，更适合连续动作建模与长时序控制场景。

SimVLA 架构概览

展示了从感知到动作生成的解耦流程

SimVLA 由两部分组成：

·VLM 骨干编码器(Backbone Encoder）：负责“看”和“听”。它采用预训练的多模态大模型，将多视图图像和指令映射到一个共享的 Token 表示空间。

·轻量级动作头（Action Head）：负责“动”。这是一个纯粹的 Transformer 编码器，它接收来自 VLM 的特征、机器人状态以及时间步嵌入，通过自注意力机制融合信息。

这种解耦设计的巧妙之处在于：VLM 骨干网在每个控制步只需运行一次。后续生成动作时的迭代去噪过程全部在极其轻量的 Action Head 中完成。这大大降低了推理延迟，让机器人反应更敏捷。

标准化训练范式

SimVLA的核心突破不仅在于极简架构，更在于全流程标准化训练方案。团队通过大量消融实验验证，训练细节对VLA模型性能的影响，远大于架构微调，因此针对性标准化了四大核心环节，彻底解决复现性差、优化不稳定的行业难题。（1）动作表示与归一化

基于训练集逐维度统计量，对连续动作空间与本体感受状态进行归一化处理，将数值范围缩放至稳定区间，大幅优化优化器收敛条件，避免因数值尺度差异导致的训练震荡。同时，针对不同基准任务，精细化调优动作块预测跨度H，适配长短期任务的时序需求。

SimVLA 遵循标准 VLA 范式：给定观测，预测未来连续动作块。

观测空间

ot=[It1,...,Itn, ℓt, st]

I:多视图 RGB 图像

ℓ:自然语言指令

st:本体感受状态（Proprioception）

输出连续动作块（Action Chunk）：

At=[at, at+1, ..., at+H−1]∈RH×da

采用滚动时域执行（Receding-horizon control）。

（2）数据处理标准化

机器人演示轨迹具备极强的时序相关性，无序数据打乱会导致模型过拟合短时模式，长程泛化能力极差。SimVLA采用严格时序打乱策略，打破轨迹时序依赖，确保模型学习通用操作逻辑，而非记忆固定轨迹，这是模型鲁棒性的核心保障。（3）优化动力学全管控

固定批次大小与总训练步数，系统性调优学习率、预热策略、学习率调度器，核心优化点：

• VLM骨干采用小学习率倍率（为动作头的0.1倍），保护预训练跨模态知识，避免微调过程中特征坍塌；

• 精细化筛选学习率取值，避免过高导致优化发散、过低导致收敛缓慢，确保优化过程稳定高效。

（4）架构配置标准化

默认采用极简动作头设计，消融实验仅调整动作头规模、VLM骨干类型、信息注入方式，所有变量可控，确保性能对比完全公平，为后续研究提供可复制的配置参考。

实验验证：小参数大能量，全面对标复杂SOTA模型

SimVLA在仿真基准、鲁棒性测试、真实机器人部署三大场景完成全方位严苛验证，全程无机器人预训练，仅靠极简架构与标准化训练，实现了性能与效率的双重突破。

（1）仿真基准测试：达到SOTA水平

在机器人操作领域权威LIBERO基准测试（包含Spatial、Object、Goal、Long四大任务套件）中，SimVLA全程无机器人预训练，仅0.5B参数量便实现顶尖性能，与主流大参数量VLA模型的详细成功率对比如下：

LIBERO 基准测试详细对比

SimVLA 在各子项上均表现优异

SimVLA 不仅在“Tiny Models”类别中遥遥领先，甚至压过了许多 7B、8B 甚至 9B 的巨型模型（如 OpenVLA、UniVLA 等）。在 LIBERO-Long 这种长程任务中，SimVLA 的表现依然稳健，证明了其流匹配机制在维持长时序一致性方面的优势。

（2）鲁棒性测试：LIBERO-PRO零样本泛化优异

在LIBERO-PRO鲁棒性基准中，针对物体外观、位置、语义描述、任务目标五大维度扰动，SimVLA保持了极高的任务成功率，尤其在语义、任务扰动下，性能显著优于同类模型，证明模型真正理解任务逻辑，而非单纯记忆轨迹。

SimVLA的轻量化设计带来颠覆性算力优势，训练显存占用远低于同类大模型，普通消费级显卡即可完成训练部署，具体算力参数对比如下：

极致的轻量化带来颠覆性算力优势：Batch=8训练时，峰值显存仅需9.3GB，远低于OpenVLA-OFT的62GB、π0.5的24.7GB，单张RTX 3090消费级显卡即可完成完整训练与微调，大幅降低VLA模型研发与部署的算力门槛。

LIBERO-PRO 鲁棒性评估

展示了模型在不同扰动下的表现

WidowX 桌面精细操作基准：取勺子放置、胡萝卜收纳、杯子堆叠、茄子放置四大任务成功率均值为评估依据，SimVLA 原始场景成功率 95.8%，远超MemoryVLA（71.9%)和FPC-VLA(64.6%)；物体外观、语义指令扰动维度将近满分，较π0.5(96.9%)提升1% 以上，OpenVLA则仅97%；空间布局、任务目标扰动维度，SimVLA保持对基线的绝对领先。

SimVLA与WidowX 机器人任务性能（成功率）对比

Google Robot 开放式家居操作基准：基于物体拾取、物体移动、抽屉开启三大任务均值评，SimVLA原始场景成功率77.0%，高于SpatialVLA(67.5%)和RT-2-X(65.6%);语义指令扰动维度98.0%以上，较π0.5(93.0%以上)提升5%以上;物体外观、空间布局、任务目标扰动维度，SimVLA(99.8%、99.4%、98.2%)均为三者最优; OpenVLA在空间、任务目标维度近乎失效，π0.5该两类维度成功率也不足20%。

SimVLA与谷歌机器人任务性能（成功率）对比

（3）真实机器人部署：零样本跨场景迁移达标

在Galaxea R1 Lite双臂移动机器人上完成零样本部署，基于500小时开源数据集训练后，直接适配未见过的办公场景，完成收纳玩偶、插花、擦桌子、扔垃圾等8项多阶段复杂操作，整体成功率与3B参数量π0.5持平，部分任务（擦桌子、扔垃圾）成功率达100%，具备极强的实际落地价值。

真机实验任务成功率对比

SimVLA 在多数任务上达到 80% 以上成功率

（4）核心消融实验结论：训练细节决定性能上限

团队通过控制变量法完成核心消融实验，固定其余参数仅修改单一变量，直观验证各训练细节、架构配置对模型性能的影响，实验结果如下：

从消融实验结果可明确：数据打乱、动作归一化、优化动力学配置是VLA模型性能的核心驱动力，影响程度远高于架构微调，极简架构搭配标准化训练，即可支撑顶尖性能。

通过控制变量消融实验，明确VLA模型性能核心影响因素：

• 关闭数据打乱：成功率从98.6%暴跌至9.9%，时序打乱是模型训练的核心前提；

• 关闭动作归一化：成功率降至12.3%，归一化是优化稳定的关键；

• VLM学习率倍率同步：成功率降至44.2%，小倍率保护预训练特征至关重要；

• 动作头缩容、替换信息注入方式：性能仅小幅下降，证明极简架构已足够支撑顶尖性能。

LIBERO 消融实验结果

展示了各因素对成功率的影响

领域价值与工程意义：重塑VLA研发范式

SimVLA作为Frontier Robotics团队的核心自研成果，不仅是一款高性能VLA模型，更对整个具身智能机器人领域具有深远的引领意义：

• 确立标准化基准：搭建透明、可复现的VLA基线，后续架构创新可直接对标，清晰量化创新价值，终结领域归因混乱的局面；

• 践行极简研发理念：证明奥卡姆剃刀原则在VLA领域的可行性，摒弃冗余复杂度，引导行业回归技术本质，聚焦真实创新；

• 降低技术门槛：轻量化设计+开源全栈方案，让中小团队、高校研究者无需高端算力，即可开展VLA模型研发与落地，推动技术普惠；

• 确立标准化基准：搭建透明、可复现的VLA基线，后续架构创新可直接对标，清晰量化创新价值，终结领域归因混乱的局面；

• 提升工程扩展性：感知控制解耦设计，支持灵活升级VLM骨干，适配多形态机器人，降低模型迭代与部署成本。

总结与展望

SimVLA以极简架构为骨架，以标准化训练为核心，打破了VLA领域“越复杂越强大”的固有认知，用0.5B参数量实现了SOTA级性能，完美诠释了奥卡姆剃刀的技术哲学。这一成果不仅为道通科技机器人具身智能技术积累了核心竞争力，更为整个行业提供了可复用、可扩展、可复现的研发范式。

未来，团队将基于SimVLA基准框架，持续优化轻量化动作头设计、拓展多机器人形态适配能力、优化端侧部署效率，同时推动极简VLA技术在工业、巡检、服务机器人场景的落地，助力具身智能技术从实验室走向规模化应用。

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