Physical AI 스터디 커리큘럼

DSBA · Paper Seminar

Physical AI
스터디 커리큘럼

로봇이 세계를 어떻게 관측하고, 표현하고, 예측하며, 행동으로 옮기는가. VLA, 정책 학습, world model, reasoning, 실시간 제어가 만나는 지점을 문제 중심·계보 중심으로 따라간다. 목표는 당장의 연구 착수가 아니라 분야의 이해와 흥미, 그리고 2026년 8월 시점에서 다음 연구를 고를 수 있는 인사이트다.

14 Chapters 51 Sessions 100+ Papers 세션 1시간 · 논문 2~3편 개정 2026-08-31

주차가 아니라 Chapter와 학습 질문 기준으로 진행한다. 연구실 스케일 개정안(◆ 세션 3개 포함) 기준. 논문 링크·버전은 발표 1주 전에 재확인한다.

Core Extension Update 실습 ◆ 연구실 스케일 (2026)

스터디가 만드는 능력

백과사전식 완주가 아니라, 아래 네 질문에 답할 수 있는 연구자를 만드는 것이 목적이다.

Q1

처음 보는 VLA·world model 논문의 좌표를 짚을 수 있는가?

  • 입력·출력, action 표현
  • 어느 계보의 어떤 한계를 공격하는가
Q2

성능 숫자 이전에 실험 조건을 먼저 확인하는가?

  • 하드웨어·센서, task와 성공 조건
  • 데이터 출처·비용, 제어 주파수·지연
Q3

각 접근의 암묵적 전제를 찾을 수 있는가?

  • semantic prior의 전이, 규모 vs 구조
  • 합성 데이터, 픽셀 vs latent, 2D 스케일링
Q4

우리 연구실 자원으로 검증 가능한 공백을 찾을 수 있는가?

  • 빅테크 자원이 필요한 문제와 그렇지 않은 문제의 구분

운영 원칙

  • 깊이보다 흐름. 한 세션(1시간, 발표 40분 + 토론 15~20분)에 같은 문제를 공유하는 논문 2~3편을 하나의 비교 질문으로 묶는다. 시스템 명세는 anchor 논문 1편만 완전하게 작성한다.
  • 최신 우선. core 계보가 아니면 2025–2026년 논문을 우선한다. 오래된 원리 논문은 발췌·배경 노트로 강등한다.
  • 문제 먼저, 도구는 필요할 때. RT 계보로 한계를 확인한 뒤에 Diffusion·Flow Matching을 배운다. 하드웨어는 논문이 등장하는 Chapter에서 필요한 만큼만.
  • 고전 원전은 발췌로. World Models(2018)와 LeCun position paper(2022)는 독립 세션 없이 계보의 출발점으로만 다룬다.
  • 회사가 아니라 문제로 Chapter를 나눈다. 연구그룹은 비교 태그로만 유지한다.
  • Core / Extension / Update 구분. 새 논문이 나왔다는 이유만으로 Core를 늘리지 않는다 — 새로운 문제 정의·아키텍처·데이터·평가 방식이 있을 때만 승격을 검토한다.
  • 모든 발제의 세 질문. 이전 접근은 무엇에서 막혔는가 → 무엇을 바꿨는가 → 그 변경이 새로 만든 한계는 무엇인가.
연구그룹 관점 태그 — 핵심 주장과 반증 조건
태그핵심 주장반증 조건
Open/Academic구조와 표현 설계가 데이터 규모를 절약한다충분한 스케일에서 구조 차이가 사라짐
Google DeepMindVLM의 semantic prior를 물리세계 제어로 전이할 수 있다dynamics·contact가 semantic prior로 해결되지 않음
NVIDIA합성 데이터와 시뮬 인프라가 실물 데이터 부족을 완화한다synthetic-to-real gap이 성능 상한을 고정함
Physical Intelligence대규모 로봇 데이터와 end-to-end 학습이 일반화를 만든다수집 비용 발산, long-tail 미커버
Meta / JEPA픽셀 생성보다 latent prediction이 효율적이다latent가 접촉·기하 정보를 잃음
Geometry-first명시적 3D·4D 구조가 일반화·데이터 효율의 핵심이다2D 비디오 스케일링이 기하를 암묵 습득함
CH.01

온보딩과 좌표계

1 session

제품명과 논문 목록을 외우기 전에 전체 질문, 핵심 용어, 스터디 진행 방식을 이해한다.

C01-S01Physical AI 온보딩 — 연구 지형, 용어, 논문 읽는 법Core

Physical AI는 기존 vision-language AI와 무엇이 다르며, 이 분야의 논문·테크리포트를 어떤 기준으로 읽어야 하는가?

  • perception → representation → prediction → planning → action의 연결과 closed loop
  • 최소 로봇 리터러시: observation/state/action, joint·EE space, open/closed-loop, action chunk, teleoperation, control frequency, inference latency
  • 읽는 기준: method / data / system / product claim 구분, claim-evidence 구분, task 정의가 다른 성공률을 직접 비교하지 않기
  • (마지막 5~10분) 하드웨어 지형은 "이런 제품들이 있다" 수준으로만

산출물 — Physical AI problem map 초안 · 공통 발제 템플릿 확정 · 용어집 v1. 서베이 3종(부록 A.1)은 정독하지 않고 좌표 확인용으로 반복 참조한다.

CH.02

VLA 초기 계보 — discrete token과 action chunk

3 sessions

생성모델 이론에 들어가기 전에 VLA의 입력·출력·학습 방식, discrete action token과 action chunk의 장단점을 초기 논문 계보로 체감한다.

C02-S01RT-1 + RT-2 — action token의 탄생과 웹 지식 전이Core

로봇 action을 언어처럼 token으로 예측하면 무엇이 좋아지고, 웹 규모 VLM의 지식은 어디까지 제어로 전이되는가?

  • action discretization과 autoregressive prediction, 13만 episode 데이터 엔진 (RT-1)
  • VLM co-fine-tuning, web knowledge transfer, emergent capability 평가 (RT-2)
  • 두 논문 사이에서 유지된 것(action 표현)과 바뀐 것(백본·데이터·주장)

토론 — token probability는 continuous multimodality의 해결인가, 우회인가? generalization claim과 평가 설계의 간격. 산업계 claim-evidence 표 첫 적용.

C02-S02Open X-Embodiment + OpenVLA — 데이터와 가중치의 공개Core

cross-embodiment 데이터셋과 공개 학습 파이프라인은 왜 그 자체로 연구 기여인가?

  • 서로 다른 로봇 데이터를 합칠 때의 action space·카메라·주파수 정렬, positive transfer의 조건 (RT-X)
  • RT 계보의 공개 구현과 fine-tuning, discrete token의 정밀도·주파수·deployment 비용

산출물 — 공개성·하드웨어 요구량·수정 가능 지점을 담은 재현 가능성 카드. 우리 연구실이 fine-tuning·probing·adapter 연구를 시작할 수 있는 지점은 어디인가?

C02-S03ACT + Mobile ALOHA — action chunking의 초기 계보Core

한 스텝씩 action을 예측하면 왜 실패하며, chunk는 무엇을 해결하고 무엇을 잃는가?

  • compounding error, action chunking과 temporal aggregation, chunk 길이 vs 반응성 trade-off
  • 저가 bimanual teleop rig의 연구적 의미, 베이스 포함 whole-body action과 co-training 효과

연결 — DP·π0·GR00T·RDP의 공통 action 단위. 전신 teleop 데이터 수집은 Ch.11에서 humanoid로 확장. 산출물: single-step / chunk / token 1차 비교표.

Ch.2 마감 산출물 · VLA anatomy 표 v1
축확인할 질문
입력이미지, 언어, proprioception을 어떻게 넣는가
출력discrete token인가 continuous vector인가
시간single step인가 action chunk인가
학습 데이터단일 로봇, 다중 로봇, 웹 데이터 중 무엇인가
제어몇 Hz이며 closed-loop로 얼마나 자주 재계획하는가
공개성코드·가중치·데이터 중 무엇이 공개되는가
CH.03

Action 생성 도구 — 필요한 순간에 배우기

3 sessions

Diffusion, Flow Matching, DiT, action tokenizer를 독립 생성모델 강의가 아니라 로봇 action의 multimodality·정밀도·속도·스케일링 문제에 대한 도구로 이해한다.

C03-S01Diffusion Policy + Flow MatchingCore

같은 관측에서 여러 action이 모두 정답일 때 MSE 회귀는 왜 실패하며, iterative sampling의 비용은 어떻게 줄이는가?

  • action multimodality, observation-conditioned denoising, receding-horizon 실행
  • diffusion↔flow의 관계, vector field·ODE 직관, 적은 sampling step이 제어 주파수에 중요한 이유
  • 기초 범위: DDPM forward/reverse 직관까지만 — ELBO 유도·OT 이론 생략

핵심 장면 — 좌·우 회피가 모두 정답인데 평균 action이 장애물 정면을 향하는 사례. 산출물: 추론 step ↔ latency ↔ control frequency 표 시작.

C03-S02DiT + FAST — 아키텍처와 tokenizer라는 별개의 층위Core

학습 목표(diffusion/flow)와 별개로, 아키텍처와 action tokenizer는 각각 무엇을 결정하는가?

  • U-Net 대신 Transformer를 쓰는 이유, conditioning 주입, 스케일링 (DiT)
  • naive binning token이 고주파·정밀 action에서 무너지는 이유, DCT 기반 압축 tokenization (FAST)

토론 — tokenizer가 충분히 좋아지면 discrete vs continuous 논쟁의 결론이 바뀌는가? 연결: RDT·GR00T의 DiT 계열, π0-FAST.

C03-S033D Diffusion Policy + iDP3Core

action model을 그대로 두고 입력 표현만 2D→3D로 바꾸면 왜 데이터 효율이 달라지며, humanoid·egocentric·onboard 환경에서는 무엇이 새로 필요한가?

  • point cloud 표현, viewpoint invariance, demonstration efficiency
  • egocentric 관측, noisy human data, onboard compute, scene generalization

반증 조건 — depth sensor·calibration 비용까지 포함해도 3D 이득이 유지되는가? Update 지침: 2025-26 후속 3D 정책 연구가 있으면 비교 슬롯 추가.

Ch.3 마감 산출물 · Action 표현 비교표
축선택지
action distributionregression / token probability / diffusion / flow
temporal unitsingle step / fixed chunk / adaptive chunk
input representation2D / depth / point cloud / latent
samplingautoregressive token / compressed token (FAST) / iterative denoise / ODE step
주요 비용quantization / sampling latency / sensor dependence / compute
CH.04

Continuous-action VLA 아키텍처

3 sessions

VLM의 semantic representation과 continuous robot action 사이를 연결하는 구조적 선택을 비교한다.

C04-S01CogACT + Octo — diffusion head를 붙이는 두 가지 동기Core

cognition-action 분리와 재사용성·adaptation이라는 서로 다른 설계 동기는 구조를 어떻게 다르게 만드는가?

  • VLM backbone + diffusion action module 분리, stage-wise training (CogACT)
  • transformer policy, diffusion head, task token, fine-tuning interface (Octo)

토론 — 모듈 분리는 inductive bias인가, scale 부족을 보완하는 engineering choice인가? 새 sensor·robot에 붙일 때 최소 수정 모듈은?

C04-S02RDT-1B + Diffusion-VLA — DiT 스케일업과 reasoning 조건화Core

DiT 기반 action model을 대규모 bimanual foundation model로 키우면 무엇이 달라지고, reasoning을 조건으로 넣으면 무엇을 얻고 잃는가?

  • diffusion transformer, heterogeneous bimanual data, unified action representation
  • self-generated reasoning 조건화와 interpretability claim

토론 — 통합 action space는 cross-embodiment의 해결인가, 공통 좌표계로 미룬 것인가? π0와의 차이: diffusion vs flow, 공개 vs 폐쇄. Update 지침: 2025-26 후속 버전 확인.

C04-S03경량·공개 VLA의 흐름 — OpenVLA-OFT + SmolVLAExtensionUpdate

빅테크 밖의 공개 VLA는 어떤 구조적 차별화로 경쟁하는가?

  • parallel decoding, continuous action head, fine-tuning 레시피 (OFT)
  • 경량 VLM + flow expert + community data + async inference (SmolVLA)
  • Landscape: WALL-OSS, AgiBot GO-1, GR-3, RoboVLM 등은 설계가 다를 때만 짧게

개인 연구자 관점 — 연구실 GPU에서 fine-tuning 가능한 모델은 무엇이며, 무엇을 포기한 설계인가?

Ch.4 마감 산출물 · VLA 3갈래 분류표
갈래대표action 표현강점주요 대가
discrete tokenRT-1/2, OpenVLA, π0-FASTquantized/compressed tokennext-token interface 재사용정밀도, token latency
diffusion headCogACT, Octo, RDT-1Bcontinuous iterative denoisingmultimodality, 표현력sampling cost
flow headπ0 계열, SmolVLAcontinuous flow trajectory적은 step, 빠른 생성구현 복잡도, scale 검증
CH.05

π 계보 — 손재주에서 경험 학습까지

4 sessions

π0 → π0.5 → π*0.6과 그 사이의 도구 논문들을, 각 버전이 이전 버전의 한계를 어떻게 시인하고 확장했는지의 사슬로 추적한다.

C05-S01π0 + π0.5 — flow expert와 open-world 일반화Core

discrete token의 정밀도·속도 한계를 flow-matching action expert가 어떻게 공격하며, dexterity가 확보된 뒤에도 처음 보는 환경·long-horizon task에서 실패하는 이유는 무엇인가?

  • VLM backbone + flow expert + action chunk, heterogeneous robot data (π0)
  • heterogeneous co-training, web data, semantic subtask, open-world task 정의 (π0.5)
  • 성능 숫자보다 '새 집에서 부엌 정리'라는 평가 task 정의 방식을 본다

토론 — semantic hierarchy가 control generalization을 만든 것인가, task decomposition을 외부에서 제공한 것인가?

C05-S02π*0.6 / RECAP + Real-Time Chunking — 경험 학습과 실시간 실행Core

demonstration만으로 학습한 VLA가 실제 실패에서 배우려면, 그리고 큰 flow policy가 추론 지연 속에서도 끊기지 않고 움직이려면 각각 무엇이 필요한가?

  • experience collection, intervention, advantage-conditioned policy, reward/judge (RECAP)
  • 추론 지연 동안 chunk를 이어붙이는 inpainting식 비동기 실행 (RTC)

쟁점 — 보상은 누가 정의하며 VLM-as-judge를 얼마나 신뢰할 수 있는가? chunk를 어느 구간에서 잘라도 안전한가? 연결: Ch.13 평가, Ch.10 실시간성.

C05-S03Hi Robot + Knowledge Insulation — 계층과 학습 레시피Extension

낮은 수준 policy 위에 System 2 VLM을 얹는 계층화와, VLM 지식을 보호하며 action expert를 학습시키는 레시피는 각각 어떤 실패를 막는가?

  • open-ended instruction, 사용자 개입·피드백 처리, 고수준-저수준 분업 (Hi Robot)
  • continuous action head의 gradient가 VLM representation을 훼손하는 문제와 차단 레시피 (KI)

연결 — Ch.10 dual system, Ch.6 데이터 엔진.

C05-S04연구실 스케일 post-training — Continual RL과 capability 이식◆ 연구실Extension

robot fleet 없이, 공개 VLA를 배포 후에도 계속 개선하거나 능력을 이식하는 연구는 어디까지 가능한가?

  • 시뮬레이터·벤치마크 위 RL fine-tuning과 continual learning의 catastrophic forgetting
  • fine-tuned 모델 간 parameter-space 연산으로 능력을 추출·이식하는 접근

비교축 — π*0.6 RECAP의 '배포 후에도 배우는 로봇'이라는 같은 질문을 공개 모델 + 시뮬 + 소수 GPU 규모에서 공격한다. OpenVLA·π0 계열 공개 가중치와 LIBERO/RoboTwin급 벤치마크로 시작 가능.

Ch.5 마감 산출물 · π 계보 한계 시인 사슬
버전해결하려는 문제추가한 것다음에 드러난 한계
π0정밀한 continuous controlflow action expert낯선 환경·long horizon 일반화
π0.5open-world generalizationheterogeneous co-training, semantic subtask실제 실패에서의 개선
π*0.6experience learningintervention·RECAP·advantage conditioningreward reliability, data cost, safety

보조 계보: FAST(tokenizer), Real-Time Chunking(실시간 실행), Hi Robot(계층 지시), Knowledge Insulation(학습 레시피)은 본선 버전 사이를 잇는 도구 논문으로 함께 읽는다.

CH.06

데이터 · 스케일 · Embodiment

7 sessions

VLA 일반화를 모델 아키텍처만의 문제가 아니라 데이터 엔진, embodiment alignment, action label, 합성 데이터의 문제로 본다.

C06-S01Gemini Robotics 1.0 + 1.5Core

RT-2의 'semantic knowledge transfer' 주장은 실제 generalist robot system에서 어떻게 확장되고 수정되는가?

  • embodied reasoning(ER) 모델의 분리와 역할, motion transfer와 cross-embodiment 학습
  • think-before-acting interface와 thinking budget (1.5) — On-Device 등 파생 릴리스는 노트로만

발표 방식 — 버전별 요약이 아니라 RT-2 → 1.0 → 1.5 계보의 주장과 증거 비교. 발표 1주 전 최신 공식 버전 확인.

C06-S02GR00T N1 + N1.5Core

humanoid foundation model에서 VLM과 action model을 dual-system으로 나누는 이유는 무엇이며, 버전업에서 무엇이 바뀌었는가?

  • System 2 VLM + System 1 action model(DiT/flow), 실물·합성·웹 비디오의 data pyramid
  • N1.5의 변화: frozen VLM, 새 embodiment head, DreamGen 합성 데이터 활용

연결 — Ch.10 dual system, Ch.11 whole-body control 인터페이스. 사용 humanoid와 onboard/offboard compute를 명시한다.

C06-S03LAPA + DreamGen — 라벨 없는 비디오와 생성 비디오Core

'action label이 붙은 실물 teleop 데이터'라는 병목을 우회하는 두 갈래 — latent action과 neural trajectory — 는 각각 어떤 학습 신호를 만들어내는가?

  • latent action discovery, video pretraining, policy adaptation (LAPA)
  • video world model fine-tuning → 합성 trajectory → policy 학습, generation-to-real gap (DreamGen)

쟁점 — 해석 불가능한 latent action의 디버깅·정렬. 생성 trajectory는 새 정보인가, 기존 분포의 재조합인가? 연결: Ch.8 Genie·world model as data engine.

C06-S04MimicGen 계보 — 시연을 프로그램적으로 증식하기Extension

소수의 사람 시연을 시뮬레이터에서 대량의 새 시연으로 증식할 때, 그 diversity는 어디까지 진짜인가?

  • object-centric segment 재조합, scene 변형, 증식 데이터 품질 필터링, humanoid·bimanual 확장
  • 실물 teleop(ALOHA 계보) vs 생성 비디오(DreamGen) vs 프로그램적 증식의 비용·오류·확장성

Update — 발표 시점의 2025-26 demonstration synthesis 후속을 확인해 보강. 연결: GR00T 데이터 파이프라인.

C06-S05VLA 데이터셋 · 벤치마크 · 데이터 엔진Extension

현재 VLA 병목은 모델보다 데이터 infrastructure에 있는가?

  • embodiment diversity, action space mismatch, temporal alignment, annotation·language 품질, real/sim/generated mixture

산출물 — 데이터셋을 episode 수가 아니라 fidelity, diversity, action semantics, reproducibility로 비교.

C06-S06Cross-embodiment action representationExtensionUpdate

서로 다른 관절 구조와 action dimension을 하나의 모델에 어떻게 정렬하는가?

  • 비교 후보: RDT unified action space, Gemini motion transfer, GR00T embodiment head, 최신 canonical action representation
  • 모델 전체가 아니라 cross-embodiment interface만 분리해 비교한다
C06-S07연구실 데이터 엔진 2026 — 로봇 없이, 저가 하드웨어로◆ 연구실Extension

2026년 현재, 대학 연구실이 감당 가능한 비용으로 만들 수 있는 데이터 수집 시스템은 어디까지 왔는가?

  • 로봇 없이 사람 시연을 수집하는 wearable interface와 embodiment gap 처리 — UMI(2024) 계보의 최신
  • 저비용 자작 mobile manipulator 플랫폼과 그 위의 generalist policy 학습
  • 그 외 2026 후보: MEVION, YUBI, XLeRobot 계열 — 발표 시 택1 비교

비교축 — ALOHA → UMI → 2026 시스템으로 이어지는 '데이터 수집 민주화'의 현재 지점. 어떤 시스템이 우리 예산·인력으로 재현 가능한가?

Ch.6 마감 산출물 · 데이터 엔진 비교표
축확인할 내용
데이터 출처실물 teleoperation / human video / simulator / generated world / 프로그램적 증식
supervisionaction label / language / reward / latent action
embodiment단일 / 다중 / humanoid / canonical representation
비용수집 장비, 인력, compute, post-processing
주요 오류label mismatch, temporal drift, sim gap, generation artifact
CH.07

Predictive Representation과 기하

4 sessions

world model이 무엇을 예측해야 하는지 묻는다. 픽셀 생성, latent prediction, 명시적 3D·4D 표현의 전제와 반증 조건을 비교한다.

C07-S01LeCun의 자율지능 아키텍처 + I-JEPACore

예측 불가능한 픽셀 디테일을 생성하지 않고 latent에서 예측하면 무엇이 달라지는가?

  • predictor, target encoder, representation collapse 방지, energy-based 관점의 최소 개념
  • pixel reconstruction 계열과 latent prediction 계열이 각각 버리는 정보

position paper 전체 정독과 장기 철학 토론은 피하고, I-JEPA 설계로 이어지는 부분만 다룬다.

C07-S02V-JEPA 2 + V-JEPA 2.1Core

인터넷 비디오에서 학습한 latent representation이 실제 prediction과 robot planning에 충분한가?

  • video pretraining, action-conditioned model, planning, real-robot evaluation, dense feature 개선
  • 추적할 변화: image→video, global→dense spatiotemporal feature, understanding→prediction·planning·control

핵심 질문 — 접촉, 힘, 미세 기하처럼 latent가 놓칠 수 있는 정보는 무엇인가?

C07-S03DUSt3R + VGGT — geometry foundation modelCore

3D를 얻기 위해 고전적 calibration·reconstruction pipeline이 반드시 필요한가? 하나의 feed-forward transformer로 camera·depth·pointmap·track을 동시에 추론할 수 있는가?

  • pointmap regression, pairwise geometry, camera-free 3D reconstruction, 단일 모델 통합
  • 후속 계보(MASt3R, CUT3R 등)는 핵심 변화만 짧게

연결 — 3D Diffusion Policy가 필요로 하는 geometry를 더 싸게 얻는 방법.

C07-S043D-VLA + 4D-VLACore

정적 3D representation에 시간을 추가한 4D representation은 VLA에 어떤 정보를 더 주는가?

  • 2D → 3D → 4D 전이에서 새로 필요한 supervision과 compute를 비교 (논문별 요약 금지)

쟁점 — 명시적 geometry가 성능을 만드는가, 추가 sensor·annotation·capacity가 만드는가?

Ch.7 마감 산출물 · 표현 선택과 반증 조건 표

각 세션의 발제에서 채워 학기 중 완성한다. structure vs scale 논쟁은 별도 토론 세션 없이 이 표의 '반증 조건' 열로 관리한다.

표현얻는 것잃는 것추가 비용반증 조건
pixel/video풍부한 관측 재현불필요한 디테일·생성 비용대규모 compute생성 품질이 planning과 무관함
latent효율·semantic abstraction국소 geometry·contact 손실 가능representation validationlatent가 제어에 필요한 정보를 잃음
explicit 3D/4Dgeometry·view invariancesensor·calibration 의존depth/compute2D scale이 같은 일반화를 달성함
CH.08

World Model을 도구로 쓰기

7 sessions

world model을 모호한 '세계 이해'가 아니라 정책 학습, planning, 데이터 생성, 평가에 사용되는 구체적 도구로 분해한다.

C08-S01World Models 발췌 + Dreamer 4 — imagination 계보Core

'꿈속에서 학습한다'는 아이디어는 최신 world model agent에서 무엇으로 남았는가?

  • representation model, dynamics model, reward prediction, imagined rollout, actor-critic learning

토론 — scale이 커진 것 외에 실제로 해결된 instability·long-horizon 문제는 무엇인가?

C08-S02Genie + Genie 3 — latent action에서 실시간 상호작용 세계로Core

action label 없는 비디오에서 제어 가능한 세계를 학습하는 아이디어는 실시간 상호작용 세계까지 어떻게 확장되었는가?

  • latent action, video tokenizer, action-controllable generation (Genie)
  • 실시간 720p/24fps, 분 단위 일관성, promptable world event, agent 학습 환경 (Genie 3)

주의 — 데모의 visual quality와 agent training utility를 구분한다. Genie 3는 기술 보고서가 얇으므로 claim-evidence 구분 연습 대상. LAPA는 latent action을 policy에, Genie는 world generation에 쓴다.

C08-S03Cosmos 플랫폼 + Cosmos-TransferCore

world model을 단일 논문이 아니라 데이터·생성·제어 플랫폼으로 만들면 연구 문제가 어떻게 분해되는가?

  • Predict / Transfer / Reason 기능 분해, multimodal conditioning, synthetic data pipeline
  • 모델 이름 나열 대신 플랫폼 기능 분해도 한 장으로 통합

개인 연구자 관점 — 거대 모델 학습보다 공개 모델을 이용한 data pipeline·evaluation 설계에서 배울 점.

C08-S04Cosmos-Predict2.5 + Cosmos 3 — 통합 world model 백본CoreUpdate

video world model 계보는 왜 '용도별 모델 묶음'에서 '통합 flow 모델'로, 다시 reasoning·generation·action을 한 백본에 넣은 omnimodal 모델로 이동하는가?

  • Text2World/Image2World/Video2World 통합, Cosmos-Reason 결합, RL post-training (Predict2.5)
  • mixture-of-transformers, understanding·generation·action 단일 백본 (Cosmos 3)

쟁점 — 통합 백본은 로봇 정책 학습에 실제로 무엇을 주는가: 표현인가, 시뮬레이터인가, 정책 초기화인가?

C08-S05Ctrl-World + WorldVLA — 분리형과 통합형Core

정책이 지정한 action을 따르는 미래 관측을 분리된 controllable world model로 만들 것인가, policy와 world model을 하나의 autoregressive 모델로 합칠 것인가?

  • action conditioning, controllability, temporal consistency (Ctrl-World)
  • observation/action 통합 sequence modeling, 상호 개선 주장 (WorldVLA)

쟁점 — 시각적으로 action을 따라가는 것과 dynamics가 정확한 것은 같은가? 통합 objective가 planning을 실제로 보장하는가?

C08-S06World model as data engine & policy evaluatorExtension

world model을 데이터 생성기로 쓸 때와 정책 평가기로 쓸 때, 각각 어디에서 오류가 증폭되는가?

  • generation artifact → action label error → policy failure의 오류 전파
  • policy evaluation protocol, real-world correlation, red-teaming, coverage (Veo)

연결 — Ch.13의 순환 논증 문제. 산출물: 데이터 생성·정책 평가 각각의 오류 전파도.

C08-S07World-Gymnast와 RL inside world modelsExtensionUpdate

생성 world model rollout과 VLM reward로 실제 policy를 개선할 수 있는가?

  • physics simulator vs generative world model — 두 접근의 sim-to-real gap은 어떤 종류로 다른가?
Ch.8 마감 산출물 · World model 기능 분해표
기능입력출력정책과의 결합대표 실패
representation관측latent statepolicy input필요한 정보 손실
predictionstate/actionfuture stateplanner rolloutcompounding error
generationvideo/action conditionfuture observationdata augmentationvisual artifact, dynamics error
reward/evaluationrollout/taskscoreRL·policy selectionjudge bias, circular evaluation
interactive simulatoruser/policy actionresponsive worldonline agent trainingcontrollability·consistency trade-off
CH.09

행동 전에 생각하기

4 sessions

VLA의 reasoning을 'CoT가 있는가'로 분류하지 않고, 추론의 매체·위치·지연·검증 가능성으로 비교한다.

C09-S01Cosmos-Reason + Alpamayo-R1 — ontology와 인과 라벨Core

physical common sense와 인과를 명시적 ontology·라벨·reasoning supervision으로 만들 수 있는가 — 조작과 자율주행 각각에서?

  • physical reasoning taxonomy, 데이터 구축, reasoning trace, downstream use
  • 인과 라벨 데이터, trajectory decoder와 reasoning 정렬, latency·RL alignment

쟁점 — ontology는 physics 학습인가, 언어 설명 능력 평가인가? 조작 task에서 인과 라벨을 싸게 만들 수 있는가?

C09-S02ECoT + CoT-VLA — 언어로 생각하기와 이미지로 생각하기Core

action 앞에 자연어 plan을 생성하는 것과 미래 프레임을 생성하는 것은 각각 성능·지연·해석 가능성에 무엇을 주는가?

  • language reasoning trace, grounding, supervision (ECoT)
  • future frame subgoal, visual error propagation, generation latency (CoT-VLA)

토론 — reasoning trace는 모델을 위한 representation인가, 사람을 위한 interface인가? 미래 이미지는 explanation인가 plan인가?

C09-S03ACoT + DualCoT — action-space reasoning과 병렬화Core

언어·이미지를 거치지 않고 action space 안에서 reasoning할 수 있는가, autoregressive reasoning의 지연·오류 누적을 병렬화로 줄일 수 있는가?

  • action chain, latent/action reasoning, direct control interface (ACoT)
  • visual-linguistic parallel reasoning, synchronization (DualCoT)

비교 — visual / language / action reasoning을 같은 task·latency 기준으로. trade-off: 지연 감소 vs 해석 가능성.

C09-S04Reasoning-VLA 최신 업데이트ExtensionUpdate
  • 선택 기준: 새로운 추론 매체·위치 / 지연을 줄이는 새 메커니즘 / trace-action 일치 검증 방법 중 하나 이상
  • Ch.9 마감 비교표에 행을 추가하는 형식으로 정리
Ch.9 마감 산출물 · 추론 비교표
추론 매체대표장점지연 비용검증 방식주요 실패
languageECoT, Gemini reasoning사람이 읽을 수 있음token decodingtrace-grounding 일치그럴듯한 설명, action 불일치
image/videoCoT-VLA공간 subgoal 표현generation costfuture observation consistencyhallucinated future
action/latentACoT빠르고 direct내부 step 비용action outcome해석 불가
ontology/causalCosmos-Reason, Alpamayo명시적 구조annotation costcausal consistencylabel bias
CH.10

실시간성과 Dual System

4 sessions

실시간성을 단순 inference optimization이 아니라 perception, reasoning, action, reflex의 서로 다른 시간 규모를 조정하는 시스템 문제로 본다.

C10-S01Fast-in-Slow + HumeCore

느린 System 2는 빠른 System 1을 생성·조정·선택하는가?

  • 통합형: fast module이 slow model 내부에 위치 vs 탐색형: slow가 후보를 생성하고 value로 선택
  • 비교: GR00T N1의 분리형, Hi Robot의 계층형

주의 — 인간 뇌 System 1/2 유비를 설계 근거와 사후 설명으로 구분한다.

C10-S02Reactive Diffusion Policy + TacMamba — 다중 주파수 제어Core

느린 시각 계획과 빠른 촉각 반응을 서로 다른 frequency로 실행하려면, 고주파 sensor history를 무엇으로 압축해 전달해야 하는가?

  • slow-fast policy, visual-tactile asymmetry, reactive control (RDP)
  • tactile history compression, state-space model, fast reflex adapter (TacMamba)

되짚기 — ACT의 chunk가 길수록 반응성이 떨어지는 문제. 연결: Ch.12 tactile 시간 특성.

C10-S03Think Twice, Act Once + DeeR-VLA — adaptive inferenceCore

모델을 작게 만들지 않고도 추론 횟수, token 수, 사용하는 layer 수를 상황에 따라 줄일 수 있는가?

  • token compression, action reuse, replanning trigger (TTAO)
  • dynamic early-exit, 난이도별 compute 배분 (DeeR-VLA)

쟁점 — action을 재사용해도 되는 안정 구간을 어떻게 감지하는가? 비교: fixed chunk / receding horizon / event-triggered replanning.

C10-S04Onboard deployment budgetCore실습

논문의 architecture를 실제 GPU·edge device에서 몇 Hz로 실행할 수 있는가?

  • 대상: OpenVLA, π0 계열 공개 구현, diffusion policy, compact VLA, 연구실 GPU 또는 Jetson급
  • model size·memory, vision encoder frequency, action head sampling step, 통신 latency, warm-up·precision
  • Real-Time Chunking(C05-S02)의 비동기 실행이 예산을 어떻게 바꾸는가

산출물 — 실측 또는 공식 수치 기반 end-to-end latency budget (아래 예산표).

Ch.10 마감 산출물 · 실시간성 예산표
단계줄일 수 있는 방법줄였을 때의 위험
camera/sensor acquisitiondownsamplingcontact·motion 손실
vision encodingframe reuse, smaller encoderstale representation
reasoningparallel/latent reasoninginterpretability 감소
action generationfewer flow/diffusion steps, async chunkingaction quality 저하
communication/controlonboard executioncompute·thermal 제한
CH.11

Locomotion과 Whole-Body Control

3 sessions

manipulation 중심 VLA 계보와 거의 독립적으로 발전해 온 locomotion·whole-body RL 계보의 문제 설정을 이해하고, 두 계보가 humanoid에서 만나는 지점을 본다. 선택적 Chapter — Ch.12와 순서 교체·병렬 가능, 최소 한 세션 권장. 대비축: demonstration이 아닌 시뮬 RL·보상, 수십~수백 Hz 제어, sim-to-real이 1급 문제, 실패 비용은 낙상.

C11-S01Locomotion RL의 현재 — 지형 locomotion과 agile motion trackingCore

왜 locomotion은 demonstration 없이 시뮬레이터 RL만으로 학습이 가능하며, 2025-26년의 전선은 어디까지 와 있는가?

  • perception 기반 지형 locomotion, 보상 설계, curriculum, domain randomization, teacher-student distillation
  • 사람 동작 tracking으로 배운 agile 기술을 guided diffusion으로 조합하는 test-time 제어
  • 배경 노트: 대규모 병렬 시뮬 RL(Isaac Gym 계열, 2021~)·quadruped parkour 계보는 원리만 한 문단으로

토론 — manipulation은 왜 같은 방식으로 풀리지 않는가? (접촉 다양성, 물체 분포, 보상 정의)

C11-S02Humanoid whole-body control — HOVER + ASAPCore

서로 다른 제어 모드를 하나의 whole-body 컨트롤러로 통합할 수 있는가, 시뮬과 실물의 물리 격차는 어떻게 보정하는가?

  • motion tracking 기반 통합 컨트롤러 distillation, command space 통일 (HOVER)
  • delta action model로 dynamics 격차 보정, agile 전신 기술 (ASAP)

연결 — GR00T 계열에서 VLA(상체 조작)와 whole-body controller(하체·전신)가 만나는 인터페이스.

C11-S03전신 teleop 데이터 수집 — TWIST + TWIST2ExtensionUpdate

사람의 전신 동작을 humanoid 데이터로 바꾸는 retargeting·teleop 시스템은 manipulation 데이터 엔진이 될 수 있는가?

  • human motion retargeting, RL+BC 통합 whole-body controller, 이동형 데이터 수집으로의 확장
  • 비교 노트: HumanPlus, OmniH2O, ExBody2(2024)는 계보 배경으로만

연결 — Ch.2 ALOHA 계보의 전신 확장, Ch.6 데이터 엔진 비교표에 행 추가.

Ch.11 마감 산출물 · manipulation vs locomotion 비교표
축manipulation VLAlocomotion RL
학습 신호demonstration·teleop시뮬레이터 RL·보상
데이터 병목실물 수집 비용sim-to-real gap
제어 주파수수 Hz ~ 수십 Hz수십 ~ 수백 Hz
일반화 대상물체·task·환경지형·외란·dynamics
실패 비용task 실패낙상·파손
만나는 지점humanoid 전신 조작, loco-manipulation
CH.12

촉각과 힘

4 sessions

촉각과 힘을 단순한 추가 modality가 아니라 시각과 통계적·시간적 성질이 다른 signal로 다룬다. 공통 비교축: 센서 종류·위치, sampling frequency, no-contact 신호의 의미, 융합 위치, architecture 변경 여부, 사전학습·calibration 요구.

C12-S01VTLA + ForceVLA — tactile image와 force/torqueCore

시각만으로 원리적으로 풀기 어려운 task는 어떻게 정의하며, tactile image와 wrist F/T vector는 같은 modality로 취급할 수 있는가?

  • insertion task, tactile modality, preference learning (VTLA)
  • 6축 force/torque, force-aware MoE, contact-rich manipulation (ForceVLA)

주의 — 센서·task가 다르므로 성공률 직접 비교 금지. 토론: 촉각의 효과인가, task-specific inductive bias인가? 산출물: tactile/force/proprioception 신호 구분표.

C12-S02Tactile-VLA + TacVLA/TAP-VLA — grounding과 융합 위치Core

VLA가 언어·시각에서 학습한 물성 지식을 tactile signal과 연결할 수 있는가? tactile token 직접 주입과 visual prompt 우회 중 어느 쪽이 유리한가?

  • physical language instruction, tactile generalization, pretrained VLA knowledge
  • contact-aware selective gating vs tactile annotation overlay/prompting

쟁점 — '부드럽게', '미끄럽다' 같은 언어 개념이 실제 force/contact control로 grounding되는가? 가중치 수정 없는 접근의 재현 가능성.

C12-S03RDP 재방문 + Tactile-WAM — 시간 특성과 tactile pollutionExtension

tactile modality의 가치는 표현 정보보다 빠른 feedback loop에 있는가? 희소·국소·이벤트성 tactile signal은 왜 visual dynamics model을 오염시키는가?

  • tactile pollution, asymmetric attention, world-action modeling
  • 되짚기: JEPA·world model latent가 contact 정보를 얼마나 보존하는가?

산출물 — modality별 적정 update frequency 표.

C12-S04촉각·힘 최신 논문 업데이트Update
  • 선택 기준: contact onset detection / sensor-free force inference / cross-sensor generalization / high-frequency control / tactile pretraining / calibration-free fusion 중 하나를 새롭게 해결한 연구 (후보: UniTacVLA 등)
Ch.12 마감 산출물 · 융합 위치 비교표
접근신호융합 위치arch. 변경장점실패 가능성
input tokentactile image입력단작음/중간단순no-contact noise
gated fusiontactile/contact중간층큼필요할 때만 사용gate failure
action-head fusionforce/tactileaction module중간control 직접 반영semantic backbone과 단절
visual overlaytactile field입력 우회없음기존 VLA 재사용정보 압축·왜곡
slow-fastvisual+tactilepolicy hierarchy큼빠른 반응synchronization
CH.13

평가와 물리 일관성

3 sessions

benchmark score, visual plausibility, internal world consistency, real-robot utility를 분리해서 평가한다.

C13-S01평가 지형 요약 — 벤치마크, 평가 방식, 함정Core

2026년 현재 world model과 VLA를 평가하는 데이터셋·벤치마크·프로토콜에는 무엇이 있고, 각각 무엇을 측정하며 무엇을 놓치는가?

  • 논문 정독이 아니라 평가 지형의 빠른 요약 — 네 묶음을 평가 계층표 한 장으로

쟁점 — benchmark가 shortcut을 측정하는 것은 아닌가? evaluator와 policy가 같은 실패를 공유하면? 산출물: 평가 계층표 + 우리가 쓸 수 있는 평가 스택 메모.

C13-S02Reward model과 preference optimization의 물리성Core

물리 법칙을 직접 모델링하는 대신 '물리적으로 그럴듯함'에 대한 선호를 학습하는 것이 정당한가?

  • 연결: π*0.6의 judge, World-Gymnast의 reward, autonomous driving RL alignment

토론 — judge가 포착하지 못하는 위반을 정책·생성 모델이 악용할 수 있는가?

C13-S03연구실 스케일 평가·분석 연구◆ 연구실Extension

새 모델을 만들지 않고도, 저가 로봇 벤치마크와 통제된 실증 분석만으로 어떤 기여가 가능한가?

  • 저비용·재현 가능한 실물 평가 프로토콜 설계, LeRobot SO-101급 저가 암의 표준화 평가·실패 분류·recovery 지표
  • 분석 연구 후보(택1): VLM4VLA(VLM backbone의 기여를 되묻는 실증 연구) · Do World Action Models Generalize Better than VLAs?(강건성 비교)

개인 연구자 관점 — 벤치마크·실패 분석 논문이 기여로 인정받는 조건: 프로토콜·코드 공개, 통계적 엄밀성, 다른 연구의 채택 가능성.

Ch.13 마감 산출물 · 평가 계층표
계층평가 질문대표 metric놓치는 것
visual영상이 자연스러운가FVD, human preferencedynamics correctness
physical event물리 위반이 있는가Physics benchmarklong-horizon state
state consistency내부 상태가 일관적인가probe, counterfactual testpolicy utility
policy utility더 좋은 action을 선택하는가success, returnevaluator bias
deployment실제 시스템에서 안정적인가closed-loop success, latency환경 다양성
CH.14

Social World Model

1 session · Extension

커리큘럼의 마지막에서 world model의 시야를 물리 세계에서 사회적 세계로 한 번 확장한다. 사람과 에이전트의 믿음·의도·행동을 상태로 취급하는 social world model이 physical world model과 어떤 구조를 공유하고 무엇이 다른지 확인한다.

C14-S01Social world model — 사람과 에이전트를 상태로 모델링하기Extension

physical world model이 물체의 상태와 동역학을 예측하듯, 상호작용하는 에이전트의 mental state와 다음 행동을 예측하는 world model은 어떻게 정형화하고 평가하는가?

  • S3AP — 사회적 상호작용을 상태·행동·mental state의 구조화된 표현으로 정형화, theory-of-mind 추론(FANToM 등)을 크게 개선
  • 사건에 따른 사회적 믿음의 갱신 추적 — 관측 뒤에 숨은 mental state를 latent 상태로 추적한다는 점에서 partially observable world model과 같은 구조
  • 데이터셋: NVIDIA Nemotron-Personas — 인구통계·지리 분포 기반 다국가 합성 페르소나(7개국 9개 locale, 약 5,300만 개; ko_KR 포함). social simulation의 '인구'를 무엇으로 채우고 대표성·편향을 어떻게 통제하는가
  • physical AI와의 접점: 사람이 있는 환경의 로봇(HRI), 보행자·운전자 의도 예측, 협업 manipulation

토론 — physical world model과 social world model은 하나의 모델로 통합되어야 하는가, 별개 모듈로 두고 인터페이스만 맞추면 되는가? 연결: Ch.8 world model 기능 분해, Ch.9 reasoning 매체, Ch.13 평가.

Ch.14 마감 산출물 · physical vs social world model 비교 메모
축Physical world modelSocial world model
상태물체 pose·동역학에이전트의 믿음·의도·감정
관측 가능성부분 관측 (occlusion)근본적으로 비관측 (mental state)
전이 규칙물리 법칙사회 규범·전략적 행동
평가physics benchmark·rollout 일관성theory-of-mind 벤치마크·시뮬레이션
데이터로봇 시연·비디오대화·상호작용 기록·합성 페르소나 (Nemotron-Personas)

운영 가이드

권장 진행 순서

선수 관계 때문에 아래 순서를 권장한다. Ch.7·Ch.8은 순서 교체·병렬 가능(단, Ch.9 전에 predictive representation과 world model의 차이를 정리). Ch.11은 선택적.

CH.01온보딩
↓
CH.02VLA 초기 계보RT-1·RT-2 → OXE·OpenVLA → ACT·Mobile ALOHA
↓
CH.03Action 생성 도구DP·FM → DiT·FAST → 3D policy
↓
CH.04Continuous-action VLA
↓
CH.05π 계보
↓
CH.06데이터·스케일·Embodiment
↓
CH.07표현과 기하
CH.08World Model
순서 교체·병렬 가능
↓
CH.09Reasoning
↓
CH.10실시간성
↓
CH.11Locomotion선택 — Ch.12와 병렬 가능
↓
CH.12촉각과 힘
↓
CH.13평가
↓
CH.14Social World ModelExtension — 1세션

최소 Core 경로 — 시간이 부족할 때 우선하는 28세션

  1. Physical AI 온보딩 (지형·용어·읽는 법)
  2. RT-1 + RT-2
  3. Open X-Embodiment + OpenVLA
  4. ACT + Mobile ALOHA
  5. Diffusion Policy + Flow Matching
  6. DiT + FAST
  7. CogACT + Octo
  8. RDT-1B + Diffusion-VLA
  9. π0 + π0.5
  10. π*0.6 + Real-Time Chunking
  11. Gemini Robotics 1.0 + 1.5
  12. GR00T N1 + N1.5
  13. LAPA + DreamGen
  14. LeCun 발췌 + I-JEPA
  15. V-JEPA 2.x
  16. DUSt3R + VGGT 또는 3D/4D-VLA
  17. World Models 발췌 + Dreamer 4
  18. Genie + Genie 3
  19. Cosmos 플랫폼 + Transfer
  20. Cosmos-Predict2.5 + Cosmos 3
  21. Ctrl-World + WorldVLA
  22. Cosmos-Reason + Alpamayo-R1
  23. ECoT + CoT-VLA
  24. Fast-in-Slow + Hume
  25. onboard latency 실습
  26. VTLA + ForceVLA
  27. 평가 지형 요약
  28. 물리성 선호 학습 (PhyGDPO + PhysMaster)

발표 템플릿과 규칙

  • 한 문장 위치. "이 연구는 ___ 계보에서 ___ 문제를 해결하기 위해 ___를 바꾼 연구다." 여러 논문 세션은 "이 세션은 ___라는 질문에 대해 ___와 ___를 비교한다"를 추가.
  • 시스템 명세. robot/embodiment, sensor, observation, action space, action chunk, control frequency, model size, data source, task·성공 정의, 공개 여부 — anchor 논문만 완전하게, 나머지는 달라진 항목만.
  • 가장 강한 증거와 가장 약한 증거. 주장을 가장 잘 지지하는 실험 1개, 부족한 실험 또는 누락된 대조군 1개.
  • 재현·연구 가능성. 공개 자원으로 재현 가능한 부분 / 우리 연구실에서 수정 가능한 부분 / 빅테크 자원 없이는 어려운 부분.
  • 최신성 규칙. core 계보가 아니면 2025-26 논문 우선. 발표 1주 전 arXiv 최신 버전·공식 페이지·코드 확인. 단순 SOTA 향상은 10분 업데이트로. 블로그만 있고 방법·평가가 없으면 Core 지정 금지. 논문 버전·확인 날짜를 슬라이드에 기록.

최종 체크리스트 — 스터디 종료 시 답할 수 있어야 하는 것

  • VLA 논문을 discrete/compressed token, diffusion head, flow head로 분류할 수 있다.
  • action chunk 길이와 replanning frequency의 trade-off를 설명할 수 있다.
  • Flow Matching(학습 목표), DiT(아키텍처), FAST(tokenizer)가 서로 다른 층위임을 설명할 수 있다.
  • π0 → π0.5 → π*0.6의 발전을 '한계 시인 사슬'로 설명할 수 있다.
  • pixel generation, latent prediction, explicit geometry의 전제를 비교할 수 있다.
  • world model을 representation, simulator, data engine, reward/evaluator로 분해할 수 있다.
  • reasoning trace의 매체와 latency·interpretability trade-off를 분석할 수 있다.
  • manipulation VLA와 locomotion RL의 문제 설정 차이를 설명할 수 있다.
  • 촉각·힘 신호를 센서·주파수·융합 위치 기준으로 비교할 수 있다.
  • social world model이 physical world model과 상태·전이·평가에서 어떻게 다른지 설명할 수 있다.
  • success rate를 hardware·task·control 조건 없이 직접 비교하지 않는다.
  • 2025-2026년 논문 지형에서 다음에 검증해 볼 만한 연구 방향을 최소 하나 말할 수 있다.

부록 · 주요 논문 링크

링크와 버전은 발표 1주 전에 다시 확인한다. 세션에 링크된 논문 외의 참고 자료만 모았다.