当机器人镜头沾上油污、光线突然变暗、或桌面出现反光,它还能准确抓取目标吗?对人类而言,这并非难事;但对当前最先进的机器人AI模型来说,答案远没有那么乐观。
7月6日,第43届国际机器学习大会(ICML 2026)在韩国首尔开幕。作为机器学习领域最具影响力的顶级学术会议之一,也是中国计算机学会(CCF)推荐的A类国际学术会议,本届会议主题为“Machine Learning for the Real World”,强调机器学习在真实场景中的落地。在这一背景下,星尘智能联合北京大学、清华大学等机构正式发布并开源了全球首个基于“信息瓶颈适配器”(Information Bottleneck Adapter,IB—Adapter)的VLA鲁棒性架构——StableVLA,其技术报告已同步上线arXiv,代码已在GitHub开源。

VLA模型是当前具身智能领域最重要的技术路线之一。其工作流程可简化为:看见(Vision)→ 理解(Language)→ 行动(Action)。机器人通过摄像头感知环境,通过大模型理解任务语义,再输出具体的动作指令。然而,现实世界的复杂度远超任何训练集所能覆盖的范围。在真实场景中,机器人可能遭遇摄像头模糊、镜头油污、光照突变、反光、物理遮挡及数字噪声等各类干扰,且理论上,没有数据集能够穷尽所有可能的视觉退化情况。
星尘智能与北京大学、清华大学等联合团队的最新研究发现,即便当前最先进的VLA模型,在面对上述未见过的视觉干扰时,性能也会出现显著滑坡。而更令人意外的是,问题的症结并不在视觉编码器,也不在大语言模型本身。
问题根源:
中间“翻译官”成脆弱短板
通过对多个SOTA(State—of—the—Art)VLA模型的系统诊断,研究团队得出了一个关键结论:视觉编码器(Vision Encoder)和大语言模型(LLM)均非性能退化的主因,而是真正的薄弱环节,是连接两者的投影器(Projector)。
如果将整个系统比作一个跨国协作团队,视觉编码器负责说“图像语言”,大语言模型负责说“模型语言”,而投影器正是中间的翻译官。问题在于,当前主流VLA架构中的投影器大多采用MLP(多层感知机)结构。这种结构几乎等同于一个“全通滤波器”——它不会区分哪些信息来自目标物体,哪些信息只是镜头污渍、反光或随机噪声。所有信号不加过滤地涌入决策系统,最终导致机器人在干扰环境下“误判”。
研究团队指出,这正是VLA模型在真实环境中鲁棒性不足的深层根源。换言之,模型并非不够“聪明”,而是被噪声“欺骗”了。
解决方案:
为视觉信息加装“智能降噪器”
基于信息论中“信息并非越多越好”的经典理论,研究团队提出了IB—Adapter(信息瓶颈适配器)。其核心逻辑在于:关键不是获取最多信息,而是保留最有价值的信息。
在传统VLA架构中,摄像头捕获的所有视觉内容——无论是目标物体的轮廓与结构,还是镜头污渍、反光、噪点和模糊——都会被一股脑送往后续网络,不加区分地进入决策系统。
IB—Adapter则相当于给机器人加装了一层“视觉降噪系统”,在视觉特征进入决策层之前完成一轮主动筛选:保留物体轮廓、空间结构和操作相关的有用特征,同时压制噪点、模糊、反光和随机干扰等冗余信息。

这一筛选通过IB—Adapter和StableVLA架构的“关联分析+智能门控+特征重构”三重机制实现——分析不同特征通道之间的相关性以区分信号与噪声,借助Sigmoid门控为每个通道安装独立开关,最后对视觉特征进行非线性变换与重建,增强关键信息的表达力。
效果验证:
零样本条件下30%的性能跃升
实验数据表明,在不增加额外训练数据、不引入数据增强、不重构训练流程的前提下,IB—Adapter平均带来约30%的性能提升。
在LIBERO基准测试的四个标准任务套件上,StableVLA在多数子任务中取得了最优或次优成功率。对比与自身结构相似的VLA—Adapter,在严重腐蚀程度最高的Level—5设置下,StableVLA的性能提升幅度从40.2%至139.6%不等。在CALVIN基准上,其平均完成任务数同样实现了断层式领先——并非小数点后几位的胶着战,而是显著的量化差距。
更值得关注的是参数效率。整个IB—Adapter模块新增参数不足1000万,对于动辄数十亿甚至上百亿参数的大模型而言,几乎可以忽略不计。
5亿对阵70亿:
参数规模不是鲁棒性的唯一标准
论文中最引人注目的结果之一在于:搭载IB—Adapter的StableVLA,即便仅使用5亿(0.5B)参数的模型且未采用Open X—Embodiment大规模预训练数据,其鲁棒性表现仍能接近70亿(7B)参数级的SOTA VLA模型——两者参数规模相差14倍。
这一发现具有重要的行业意义。过去,业界提升VLA模型鲁棒性的主流思路是“做大”——模型不够强就扩大规模,数据不够多就增加数据。而StableVLA给出了另一种答案:与其让机器人更“聪明”,不如先让它减少被噪声“欺骗”。合理的架构设计,能够有效弥补规模扩张带来的部分优势。
在LIBERO基准的零样本鲁棒性对比中,StableVLA(三角形标记)在干净数据和损坏数据(不同严重程度平均值)上的综合表现均领先于多个基线模型,包括OpenVLA、OpenVLA—OFT及π(Pi)等。
真实世界部署:
从实验室走向复杂场景
从学术角度看,这是一项关于VLA模型鲁棒性的研究。但从产业视角看,它回答了一个更为根本的问题:机器人如何真正离开实验室,进入真实世界?
为了验证方法的实际有效性,研究团队在星尘智能Astribot S1平台上进行了真实机器人测试。测试任务涵盖抓取与放置、迷你投篮、倒水和玩偶装箱等,同时人为制造图像噪声、模糊、镜头油污和物体遮挡等干扰。

结果显示,在严重视觉干扰下,StableVLA(0.5B)仍能保持较高操作成功率。以玩偶装箱任务为例,StableVLA达到50%的成功率,显著优于同参数级的VLA—Adapter(20%)以及参数量更高的OpenPI 0.5(3B,40%)。多个现有方案在同等条件下均出现明显性能退化。
现实中的工厂、商场、家庭和餐厅,永远不会拥有完美光照、洁净镜头和标准化场景。未来机器人能否实现大规模部署,很大程度上取决于:当环境变脏、变乱、变复杂时,它是否依然能够可靠地完成任务。StableVLA给出的答案是:机器人未必需要更大的模型,但一定需要更稳定的视觉理解能力。这或许正是具身智能从“能工作”迈向“可靠工作”的关键一步。

文/广州日报新花城记者:阮元元
图/受访单位提供
广州日报新花城编辑:张影