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The Decoder 18일 전

중국 오카(Orca) 세계 모델, 행동 라벨링 없이도 로봇 전문 시스템과 맞먹는 성능 달성

IMP
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핵심 요약

베이징인공지능연구원(BAAI)이 단 하나의 행동 라벨링 데이터 없이도 로봇 제어 등 5가지 주요 과업에서 전문 시스템과 동등한 성능을 보이는 '오카(Orca)' 세계 모델을 공개했습니다. 이 모델은 픽셀이나 토큰 예측 대신 추상적인 내부 표현을 통해 세계의 상태를 예측하여 학습하며, 이를 통해 로봇 공학의 만성적인 데이터 부족 문제를 해결할 수 있는 대안으로 주목받고 있습니다.

번역된 본문

중국의 오카(Orca) 세계 모델이 단 한 번의 행동 라벨(action label) 노출 없이도 5가지 로봇 과업에서 전문 시스템과 맞먹는 성능을 달성했습니다. 이러한 접근 방식은 로봇 공학 분야의 만성적인 데이터 부족 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

베이징인공지능연구원(BAAI)은 현재 주류를 이루는 AI 방식에서 벗어난 '세계 기반 모델(world foundation model)'인 오카(Orca)를 공개했습니다. 오카는 다음 토큰, 다음 비디오 프레임 또는 다음 로봇의 행동을 예측하는 대신, 추상적인 내부 표현(internal representation)을 통해 세계의 다음 상태를 모델링합니다.

기술 보고서에 따르면, 지능은 언어 모델, 비디오 생성기 또는 로봇 컨트롤러와 같은 특수한 예측 모델로 정의되어서는 안 됩니다. 연구팀은 세계가 어떻게 변화하는지에 대한 일반적인 이해를 구축하고 이를 다양한 작업의 기반으로 삼을 수 있는 모델이 필요하다고 주장합니다.

상호 작용하는 두 가지 학습 방식

오카는 두 가지 학습 모드를 결합합니다. '무의식적 학습(Unconscious learning)'은 자막이나 설명 없는 원본 비디오를 사용합니다. 모델은 이미지를 보고 픽셀 수준이 아닌 추상적인 공간에서 다음 이미지가 어떻게 보일지 예측하며, 이 과정에서 움직임 패턴, 가려짐(occlusion), 일반적인 장면 역학을 파악합니다.

'의식적 학습(Conscious learning)'은 음성 지시사항을 추가합니다. 비디오는 여러 세그먼트로 나뉘고 각 세그먼트에는 상태 변화에 대한 설명이 라벨링되어, 특정 행동이 발생할 때 상태가 어떻게 변하는지 학습합니다. 또한 자연어 쿼리에 계속 응답할 수 있도록 고전적인 비디오 질의응답(QA) 작업으로 훈련됩니다.

교체 가능한 출력 헤드를 가진 고정된 코어

사전 학습된 언어-이미지 모델인 큐웬(Qwen3.5)이 기반으로 사용되며, 학습 후에는 이 코어가 고정(frozen)됩니다. 각 출력 유형에 대해 연구진은 내부 상태를 원하는 형태로 변환하는 별도의 작은 모듈을 부착합니다.

텍스트는 큐웬3.5의 기존 언어 헤드를 통해 출력됩니다. 이미지의 경우, 스테이블 디퓨전(Stable Diffusion 3.5) 역시 변경되지 않은 상태로 유지되며, 오카의 내부 상태를 이미지 생성기로 전달하기 위해 상단의 작은 어댑터(adapter)만 학습됩니다. 로봇의 행동은 처음부터 새로 학습된 '액션 전문가(Action Expert)'라는 제어 모듈에서 나옵니다.

이러한 분리는 의도적인 것입니다. 연구팀은 단일 벤치마크에서 최고 점수를 추구하는 것이 아니라, 잘 학습된 내부 세계 상태가 매우 다른 작업들을 위한 공유 기반으로 사용될 수 있음을 보여주고자 했기 때문입니다.

학습을 위해 연구진은 12만 5,000시간의 비디오 영상, 1억 6천만 개의 이벤트 설명, 1,150만 개의 질문-답변 쌍을 구성했습니다. 비디오는 일상적인 상호작용의 1인칭 샷, 사물 조작의 3인칭 샷, 행동 데이터가 없는 로봇 기록, 자연적으로 발생하는 장면 등 4가지 시점을 다룹니다. 현재 버전에서는 전체 비디오 데이터의 10분의 1만 사용되었습니다.

스케일링 동작 및 벤치마크 결과

오카는 8천만(0.8B) 및 40억(4B) 개의 매개변수 크기로 학습되었습니다. 학습 손실(training loss)은 데이터가 많아지고 모델이 커질수록 꾸준히 감소하며, 초기 테스트는 사전 학습 중 내부 세계 상태가 좋아질수록 세 가지 출력 모드 모두에서 더 나은 결과를 보여줍니다.

텍스트 벤치마크에서 오카-4B(Orca-4B)는 비교된 소규모 시각-언어 모델(VLM) 및 대형 세계 모델 중 MVBench, TemporalBench, 3DSRBench, SWITCH에서 51.8%의 최고 전체 평균을 기록했습니다. 큐웬3.5-4B가 MVBench에서 선두를 차지하는 등 모든 단일 테스트에서 승리하지는 못했지만, 평균적으로 큐웬3.5-4B, 제마 4-4B(Gemma 4-4B), 딥시크-VL2-3B(DeepSeek-VL2-3B)와 같은 여러 VLM 기준 모델을 능가했습니다. 또한 오카-4B는 평균적으로 훨씬 더 큰 세계 모델인 이뮤3(Emu3, 8B) 및 이뮤3.5(Emu3.5, 34B)를 능가합니다.

이미지 예측을 위해 연구진은 실제 로봇 및 1인칭 장면을 사용하여 모델에 "전자레인지를 닫아라"와 같은 명령의 결과를 보여주는 이미지를 생성하도록 요청하는 'PRICE-V0.1'이라는 자체 벤치마크를 구축했습니다. 오카-4B는 평균 59.8%를 기록하며 전문 이미지 생성 시스템을 능가했습니다.

원문 보기
원문 보기 (영어)
China's Orca world model matches specialized robotics systems without ever seeing a single action label Jonathan Kemper View the LinkedIn Profile of Jonathan Kemper Jul 11, 2026 Nano Banana Pro prompted by THE DECODER BAAI's Orca world model matches the performance of specialized systems across five robotics tasks, even though its base model was trained without a single action label. The approach could help solve robotics' chronic data shortage. The Beijing Academy of Artificial Intelligence (BAAI) has released Orca, a "world foundation model" that breaks from the dominant approach in today's AI. Instead of predicting the next token, the next video frame, or the next robot action, Orca models the next state of the world in an abstract internal representation. According to the technical report , intelligence shouldn't be defined by specialized prediction models like language models, video generators, or robot controllers. What's needed, the team argues, are models that build a general grasp of how the world changes and can use that as a base for many different tasks. Two training methods that work together Orca combines two learning modes. "Unconscious learning" uses raw videos without any captions. The model sees an image and predicts what the next one will look like, not at the pixel level, but in an abstract space, picking up motion patterns, occlusions, and typical scene dynamics along the way. "Conscious learning" adds verbal instructions. Videos are split into segments, each labeled with a description of the state change, so the model learns how a state shifts when a specific action happens. It also trains on classic video question-answering tasks so it can still respond to natural language queries. A frozen core with swappable output heads The pre-trained language-image model Qwen3.5 serves as the base, and after training, this core stays frozen. For each output type, the researchers attach a separate, smaller module that converts the internal state into the desired form. Text runs through Qwen3.5's existing language head. For images, Stable Diffusion 3.5 stays unchanged too, with only small upstream adapters trained to pass Orca's internal state to the image generator. Robot actions come from a control module trained from scratch called "Action Expert." The split is intentional because the team says that it isn't trying to chase top scores on single benchmarks. Instead, they want to show that a well-trained internal world state can serve as a shared base for very different tasks. For training, the researchers put together 125,000 hours of video footage, 160 million event descriptions, and 11.5 million question-answer pairs. The videos span four views, covering first-person shots of everyday interactions, third-person shots of object handling, robot recordings without action data, and naturally occurring scenes. Only one-tenth of the video data went into the current version. Scaling behavior and benchmark results Orca was trained at two sizes, with 0.8 and 4 billion parameters. Training loss drops steadily with more data and larger models, and early tests also show that the better the internal world state gets during pre-training, the better results are across all three output modes. On text benchmarks, Orca-4B posts the best overall average of 51.8 percent across MVBench, TemporalBench, 3DSRBench, and SWITCH among the compared small VLMs and larger world models. It beats several VLM baselines like Qwen3.5-4B, Gemma 4-4B , and DeepSeek-VL2-3B on average, though it doesn't win every single test since Qwen3.5-4B leads on MVBench, for instance. Orca-4B also tops the much larger world models Emu3 (8B) and Emu3.5 (34B) on average. For image prediction, the researchers built their own benchmark called PRICE-V0.1, which uses real-world robot and first-person scenes and asks the model to generate an image showing the result of a command like "close the microwave." Orca-4B hits 59.8 percent on average, beating specialized image generators like FLUX.2 small (56.1 percent) , FLUX.1-context (40.9 percent) , and OmniGen2 (39.6 percent) . Orca keeps the robot's shape, its contact points with objects, and its link to the instruction intact better than pure image models, which often add irrelevant objects or hallucinated hands. Robot control without action data during pre-training In five manipulation tasks using a two-armed humanoid robot on wheels, including shelving books, stacking bowls, and scooping sugar, Orca matches π0.5, a system built specifically on robot data . Orca's base model never saw during pre-training which movement goes with which image. For actual robot control, a separate module was trained afterward on 200 real-world recordings per task, pairing camera images with the movements performed. V-JEPA 2.1 and Qwen3.5, paired with the same control module as baselines, fall well behind. Orca also shows an edge in error recovery, retrying after a failed grasp while π0.5 stays stuck in repeated failures according to the examples in the paper. The authors see this as a potential way to ease robotics' chronic shortage of labeled action data . What's still missing For training, the team uses its in-house FlagScale library with several memory and communication tweaks, reaching 2.91 training samples per second per GPU on H100 cards. That's about 4.4 times faster than StarVLA, a codebase widely used in robotics. Orca still only learns from images and text, with sound, force, and touch missing entirely. Visual prediction runs in the space of a pre-trained image encoder rather than learning its own world space from scratch, and at 0.8 and 4 billion parameters, the models are too small for full world modeling. The event descriptions cover only short windows of a few minutes. BAAI says a native world model trained from scratch on many signal types remains the end goal. How world models should even be defined is still debated in AI research. A team led by Peking University proposed a unified definition with OpenWorldLib that rules out pure text-to-video models like Sora. A Tsinghua University benchmark showed that even Sora 2 and Veo 3.1 struggle with physically plausible scene progression . In robotics, World Action Models combine state transition prediction with action generation, making it possible to learn from ordinary everyday videos that contain no action data at all. 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