Overcoming Dynamics-Blindness: Training-Free Pace-and-Path Correction for VLA Models

Yanyan Zhang, Chaoda Song, Vikash Singh, Xinpeng Li, Kai Ye, Zhe Hu, Zhongzhu Pu, Yu Yin, Vipin Chaudhary

arXiv:2605.11459 · 2026-05-15 공개 · arXiv · PDF

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Abstract

Vision-Language-Action (VLA) models achieve remarkable flexibility and generalization beyond classical control paradigms. However, most prevailing VLAs are trained under a single-frame observation paradigm, which leaves them structurally blind to temporal dynamics. Consequently, these models degrade severely in non-stationary scenarios, even when trained or finetuned on dynamic datasets. Existing approaches either require expensive retraining or suffer from latency bottlenecks and poor temporal consistency across action chunks. We propose Pace-and-Path Correction, a training-free, closed-form inference-time operator that wraps any chunked-action VLA. From a single quadratic cost, joint minimization yields a unified solution that decomposes orthogonally into two distinct channels. The pace channel compresses execution along the planned direction, while the path channel applies an orthogonal spatial offset, jointly absorbing the perceived dynamics within the chunk window. We evaluate our approach on a comprehensive diagnostic benchmark MoveBench designed to isolate motion as the sole controlled variable. Empirical results demonstrate that our framework consistently outperforms state-of-the-art training-free wrappers and dynamic-adaptive methods and improves success rates by up to 28.8% and 25.9% in absolute terms over foundational VLA models in dynamic-only and static-dynamic mixed environments, respectively.

한국어 요약

📋 한 줄 요약

**[Robotics/VLA]** 단일 프레임 학습으로 동적 환경에 취약한 VLA 모델을 재학습 없이 추론 시 폐쇄형 보정으로 감싸는 Pace-and-Path Correction, 동적 환경 성공률 +28.8% 향상.

🎯 핵심 기여도

💡 핵심 아이디어

VLA가 청크 단위 action을 예측하는 동안 환경(타깃)은 계속 움직이지만, 단일 프레임 학습 모델은 이 시간 변화를 보지 못한다. 저자들은 모델을 재학습하는 대신, 예측된 청크 액션을 추론 시 두 축(진행 방향의 속도 압축 + 직교 공간 오프셋)으로 동시에 보정해 인지된 동역학을 청크 윈도우 내에서 흡수한다.

🔬 기술적 접근법

📊 주요 결과

💭 의의 및 한계

**의의**: 비싼 재학습이나 latency 큰 동적 적응 모듈 없이 기존 VLA를 실시간 동적 환경에 즉시 배포할 수 있게 해, 산업 로봇·서비스 로봇의 실사용 격차를 좁힌다. **한계**: pace/path 보정은 청크 윈도우 내 dynamics 흡수를 가정하므로, 청크 길이를 초과하는 급변·돌발 동작에서는 효과가 제한될 수 있다.

🚀 실용적 활용