Connecting Touch and Vision via Cross-Modal Prediction
这是一份给"完全没接触过 AI"的读者看的精读笔记。语言尽量像聊天,公式全部翻成人话。
本文是 2019 年 CVPR 的工作,MIT CSAIL 出品。论文的位置:早期跨模态预测的代表作,把"视觉↔触觉"的双向想象问题第一次系统化。读这篇之前最好对 GAN 有点感觉(不要求懂数学),对 CNN 大致知道怎么处理图像就行。
一句话讲什么(TL;DR)
教 AI"看一眼就猜出摸起来什么感觉、摸一下就猜出在摸哪儿",让视觉和触觉互相翻译。
所以这一节是想说:这篇论文让机器在视觉和触觉之间做"互相翻译"。
这是个什么场景
逛超市时你伸手抓一个香蕉,手没碰到之前你已经"知道"它会是软软滑滑的;半夜摸黑伸手够手机,手指一碰玻璃面就立刻在脑子里闪出"屏幕朝上、放在床头柜左边"的画面。这两件事都太自然了,自然到你不会觉得它是个"问题"——可对机器人来说,它压根不知道。
人类的视觉和触觉是双向打通的:
- 看见 → 脑子里冒出"摸起来会怎样"的预感
- 摸到 → 脑子里冒出"这玩意大概长什么样、在哪儿"的画面
这篇 2019 年的论文就在问:机器能不能也学会这种双向想象? 给它一段机械臂去戳东西的视频(视觉),它能不能猜出指尖那一刻摸到的"触感"(触觉图像)?反过来,只给它一张触感图,它能不能在桌面照片里指出"这个手感对应的应该是杯子边缘的那个位置"?
听起来很玄,但作者用了个巧招:把"触觉"也做成一种图像——靠一个叫 GelSight 的小传感器,把指尖按下去之后"被压凹的胶皮"用内置摄像头拍下来,变成一张 RGB 图。这一下,原本"摸 vs 看"的跨感官难题,被化简成了两种图像之间的互相翻译——就跟把英文翻成中文是一个套路。
所以这一节是想说:把触觉变成一张图,问题就变成了"图到图的双向翻译"。

之前的人怎么做的,为什么不够好
方案 A:跨模态预测都做声音或文字 以前研究 vision↔audio、vision↔text 的论文一大堆。但这些数据天生就有海量配对(视频自带声音、图片自带 caption)。视觉↔触觉没有现成的大规模配对数据——人手摸过的东西没人录下来。
方案 B:直接用 pix2pix 做图到图翻译 pix2pix 是当时最火的"图翻译"模型(白天→黑夜、草图→照片)。但它假设输入和输出在像素位置上是对齐的,比如同一座山在白天图和黑夜图里都在画面正中。视觉和触觉的尺度差距太大:摄像头拍的是整张桌子(约 50cm 宽),GelSight 只能感受 1.5cm 的一小块——两张图根本对不上号。
方案 C:传统触觉传感器分类 早些年的触觉研究只用力传感器测压力大小、或用 GelSight 识别物体材质。它们解决的是"分类/识别"任务,不是"想象出另一个模态的图像"。
方案 D:人手收集小数据 做几百对配对数据靠研究生手动操作机械臂,规模太小,神经网络喂不饱。
核心难题:缺数据 + 尺度对不齐 + GAN 容易"摆烂"输出全一样的图(mode collapse)。
所以这一节是想说:缺数据、视野不对齐、GAN 训练崩,三座大山压着。
这篇论文的新想法
类比:想教小孩认识"软硬",最快的办法是带他去玩具店把每件玩具都摸一遍——一次几分钟太少,得连续几个月每天摸。本论文做的就是这件事的机器版:让一只机械臂当"实习品控员",自动戳 195 个物品 12000 次,凑出 300 万张"看到的画面 + 摸到的胶皮"配对图。再给 GAN(一种会"造图"的神经网络)喂一张参考图(机械臂还没动作前的桌面照)和附近几帧视频,让它学会在视觉和触觉之间互相翻译。
一句话三件事:
- 自动造数据:用工业机械臂代替人手,规模一下子拉到当时最大
- 参考图缩尺度差:摄像头看的是 50cm 大场景、GelSight 看的是 1.5cm 小区域,给个对照图就只需画"差异"
- 时序几帧防摆烂:5 帧前后画面让模型不偷懒、不糊弄
所以这一节是想说:先用机械臂工业化造一份大数据集,再改进 GAN 来吃这份数据。
它分几步做的(方法)
整个论文做了 4 件事:搭机械臂自动采集、做条件 GAN 基线、加参考图缩尺度、加时序帧防失同步。
1. 用 KUKA 机械臂造一份 300 万张配对图的数据集
类比:像让一只机械手当"实习品控员",把超市货架上的东西一个一个戳一遍,旁边架一台摄像机全程录像。每戳一下,存一张"摄像机看到的画面"和一张"指尖压凹胶皮的纹理图"。
它在干什么:
- 一只 KUKA 工业机械臂,指尖装一个叫 GelSight 的传感器(1.5cm × 1.5cm 的胶皮里面藏摄像头)
- 旁边三脚架上一个普通网络摄像头,全程拍机械臂和桌上的物体
- 每次戳之前先用 SLAM 重建桌面的 3D 点云,挑一个法线接近垂直的位置去戳(不然戳歪了不仅戳不到、还会把东西推走)
- 戳了 195 个家用品(YCB 数据集的 45 个 + 自己买的 150 个),合计 12000 次,每次录 250 帧,总共 300 万张配对图
GelSight:一种"光学触觉传感器"。表面是软胶皮,里面装一个小摄像头和几个不同方向的彩色 LED。手指压上去胶皮变形,摄像头拍下变形后的影子,就得到一张能反映"接触面凹凸纹理"的 RGB 图。简单说:把"摸到什么"翻译成了"看到什么"。
YCB 数据集:耶鲁-CMU-伯克利联合发布的一份家用物品数据集,机器人抓取领域的"通用考题"。
为什么这步有用:
- 机器干活不知疲倦,能造出比人手大几个量级的数据
- 因为 GelSight 输出是图,整套问题立刻能用 CNN 处理,不用为触觉单开新架构
- 工业机械臂的位置精度比人手高得多,意味着"触点"和"视觉里手指尖位置"几乎完美对齐——后面训练时不用再校准
- 数据规模一上来,过拟合风险下降,模型更容易学到"通用的视-触关联"而不是死记硬背
踩坑提醒:
- 直接随机选戳点会导致 60% 的样本"戳到空气"或"戳歪把物体推走"。SLAM 重建 + 法线检查这一步看似工程小事,却决定了数据集的可用率
- 戳的力度和速度需要标定。论文没大讲,但补充材料里能看到他们做了一套压力曲线,避免戳坏物体或损伤胶皮
所以这一节是想说:先用工业机械臂工业化造一份当时全球最大的视-触配对数据集。
2. 拿 pix2pix 做基线:图到图翻译的标准做法
类比:把"视觉→触觉"想成"中译英"。Pix2pix 是当时最经典的"翻译机",它训练的方式有点像"打假博弈"——一个网络 G(生成器)拼命造假翻译,另一个网络 D(鉴别器)拼命找茬,两者互相磨练。
它在干什么:
- 生成器 G:吃一张视觉图,吐一张触觉图(或反过来)
- 鉴别器 D:看一对图,判断"这是真的视-触配对,还是 G 编出来的"
- 训练目标:G 和 D 玩极小极大博弈,G 想骗过 D,D 想识破 G
条件 GAN(cGAN):普通 GAN 是"凭空造图";条件 GAN 是"看一张输入图,造一张相关的输出图",输入就是"条件"。pix2pix 是 cGAN 的一个经典实现。
L1 损失:除了让 G 骗过 D,还额外要求"生成图 - 真实图"的逐像素差距尽量小,避免 G 走极端只为骗鉴别器、不顾真实性。
为什么这步有用:
- 给后面的改进定一个基准线(baseline):作者后来给 pix2pix 加各种改造,每一项改造涨多少都能量化对比
- pix2pix 本身是当时图翻译的 SOTA,作为起点合理
但它不够好——后面的实验表明,pix2pix 直接套上来在视-触任务上效果很差。原因见下一节。
关键公式人话翻译:
论文里的核心目标函数写起来很吓人:
G* = arg min_G max_D L_GAN(G, D) + λ L_1(G)
人话:找一个 G,让它在最坏的 D(最强鉴别器)面前也能输出最像真实数据的图。同时让 G 输出和真实图的逐像素差距(L1)尽量小。λ = 10 控制两个目标的权重。
L_GAN 里的对数期望项就是"鉴别器对真假数据的得分差",G 想让 D 给假图打高分(骗过 D),D 想让真假分得越开越好。两人轮流更新参数,互相牵制。
所以这一节是想说:先用 pix2pix 立个标杆,后面再一项项改。
3. 喂参考图:让模型只学"差异",不用从头画整张图
类比:让美术生默写一张"猫躺在沙发上"和让他默写"沙发上多了一只猫(已经给你沙发的照片)"——后者难度低多了,他只要画个猫贴上去就行。
它在干什么:
- 给生成器和鉴别器额外喂一对"参考图":参考视觉图(机械臂还没动作前的桌面) + 参考触觉图(GelSight 没接触任何东西时的"空载"图像)
- 模型的任务从"凭空生成另一种模态" → 变成"在参考图基础上预测变化部分"
为什么这步有用:
- 解决尺度差距:触觉图只覆盖 1.5cm,硬要从这 1.5cm "推断"整张桌面的画面是不可能的。但有了参考视觉图,模型只需预测"机械臂手伸进来后画面里多了什么 + 它戳在哪儿",难度暴跌
- 解决传感器漂移:不同 GelSight 的 LED 亮度、黑点位置都略有不同。参考触觉图相当于给模型一个"零点校准"
- 在生成器内部加 skip connection(跳跃连接):参考图里那些"和输出长得像"的低层特征(比如桌面颜色、物体轮廓)可以直接抄过去,不用编码-解码再走一遍
Skip connection:神经网络里的"绕路通道"。让前层的信息不经过中间层直接送到后层,避免一路压缩-解压时把细节丢光。U-Net 就是靠这招在医学图像分割里出名的。
所以这一节是想说:给模型一张"什么都没发生时"的对照图,它就只需画"差异"。
4. 数据再平衡 + 时序多帧:防 GAN 摆烂、防预测跟不上时间
类比一(再平衡):你训练一个识图 AI,可数据集里 60% 都是同一张白墙照片。模型很快就学会"无论看到什么都输出白墙",这就摆烂了。解决办法是给"非白墙"的稀有样本加权重,让它们在训练里出现得更频繁。
类比二(时序):让你只看一张照片判断球在不在手里——你说不准是球刚被抓住还是刚被丢出。多看几帧前后画面就好判断了。
它在干什么:
数据再平衡:
- 实测数据里 ~60% 时间机械臂悬在空中没碰东西,触觉图都是"平的"
- 给每个样本算一个"稀有度分数":拿当前触觉图减参考触觉图(残差图),再算这个残差的 Laplacian 方差。变形越剧烈,分数越高
- 训练时按这个分数采样(rebalancing)——稀有的高变形样本被多采,平庸的"空载"少采
时序多帧:
- 输入不再是单帧
x_t,而是 5 帧{x_{t-4}, x_{t-2}, x_t, x_{t+2}, x_{t+4}} - 多帧能告诉模型"机械臂正在下压 / 正在抬起",预测的接触瞬间就能和真实瞬间对齐
Mode collapse(模式坍塌):GAN 训练里的常见病。生成器发现"反正鉴别器看不出来,我每次都输出同一张图就行",结果输出多样性归零,类比"考试作弊都抄一份答案"。
Laplacian 方差:图像处理里衡量"清晰度/纹理丰富度"的指标。一片白墙方差几乎是 0,一片有花纹的布方差就大。这里被借来当"触觉变形剧烈度"的近似。
为什么这步有用:
- 数据再平衡治了 mode collapse:不让模型把"输出空载图"当成万金油
- 时序多帧治了"接触瞬间预测错位":人评测里能把 moment of contact 的误差降很多
实现细节小注:
- 时序帧间隔是 2 帧而不是 1 帧——作者发现相邻帧太相似,信息冗余;隔 2 帧能拉开"前/中/后"的差异
- 5 帧里只有当前帧用 RGB,其他用灰度——为了减少模型参数和显存占用,因为颜色对"接触动作判断"贡献很小
λ = 10(L1 损失权重)和 LSGAN 损失(最小二乘 GAN,比标准 GAN 训练更稳)都是从 pix2pix 论文继承的超参,作者没再调
所以这一节是想说:用稀有度采样防 GAN 摆烂,用前后几帧让预测和真实在时间上对齐。

关键数字(What works)
数据规模:12000 次接触 × 250 帧 = 300 万张视-触配对图 对比:之前类似研究通常只有几千到几万对。这意味着这是当时最大的视-触数据集,也是后来很多视-触工作引用的基石。
物体数量:195 件(训练 165 / 测试 30 已见 + 30 未见) 对比:YCB 原本只有 45 个能戳的,作者额外采购了 150 个。这意味着模型能在"没见过的物体"上也评测,看泛化能力,而不是死记硬背。
Vision→Touch 真假测试欺骗率:46.63%(已见物体)/ 38.22%(未见物体) 对比:pix2pix 基线只有 28.09% / 21.74%。这意味着 AMT 上的人类标注员把 ~47% 的生成触觉图误认成真,已经接近"完全分不清"(50% 的随机水平)。
Touch→Vision "feels similar" 测试:89.20% / 83.44% 对比:pix2pix 只有 44.52% / 25.21%;用人工标注训练的全监督方法是 90.37% / 85.29%。这意味着自监督的本论文几乎追平了用 1000 张人工标注训练的全监督基线,而且还泛化到没见过的物体。
去掉 reference image 后 fooling rate 掉 5~7 个百分点;去掉时序后再掉 ~5 个 这意味着两项改造都有效,叠加起来才能把 pix2pix 从 28% 抬到 47%。
pix2pix 的 mode collapse:在 touch→vision 任务上,pix2pix 总是把机械臂画在图像右上角。 这意味着不做数据再平衡,GAN 就会用"作弊答案"敷衍——再平衡是这套系统能跑起来的关键。
所以这一节是想说:数据规模 + 三项改造让模型从"看一眼就破"做到"接近以假乱真"。
你应该懂的几个新词
GelSight(凝胶触感传感器):用一块软胶皮 + 内部摄像头 + LED 的触觉传感器。把"摸到什么"变成"拍到什么"。类比:橡皮泥按手印,再用手电筒打光拍照看凹凸。
Cross-Modal Prediction(跨模态预测):从一种感官数据预测另一种感官数据。类比:闻到刚出炉的面包香,脑补出面包的金黄色泽。
GAN(生成对抗网络):两个神经网络互相博弈训练,一个造假、一个打假。类比:仿冒名画的画师 vs 拍卖行鉴定师,互相磨练对方。
Conditional GAN(条件 GAN):在 GAN 的基础上,给一个"条件"作输入,生成"和条件相关"的输出。类比:不是"随便画一张图",而是"按照这张草图给我画一张照片"。
Mode Collapse(模式坍塌):GAN 训练失败的典型表现,生成器只会输出极少数几种图,多样性归零。类比:作弊学生只背一道题的答案,所有考卷都填一样。
Reference Image(参考图):一张"什么动作还没发生"的对照图。类比:装修前的房间照片,让你只用关心"这次新加了什么家具"。
Skip Connection(跳跃连接):神经网络里跨层连接的"绕路通道"。类比:开会时小李直接把材料递给老板,不用先转手给小张-小王-小赵。
AMT(Amazon Mechanical Turk):亚马逊的众包平台,用来雇大量真人做小任务(这里就是"判断真假图")。类比:拉一群路人当评审。
Mode of Contact(接触瞬间):机械臂胶皮真正碰到物体的那一刻。类比:弹钢琴时手指真正按下去的瞬间,前后摸空气都不算。
Self-supervised(自监督):不需要人工打标签,靠数据自己生成的"伪标签"训练。类比:让小孩自己摸自己看,不用大人告诉他"这是什么"。
所以这一节是想说:把这十个词记住,再回头读论文你会顺得多。
它有什么搞不定的
看不见的物体(脱离桌面):模型只学过桌面上的 195 件家用品,给它一张窗外的树叶,触觉预测大概率乱来。
"摸两个不同位置 feel 一样"的歧义:摸一块平板的不同位置触感都差不多,所以 touch→vision 不可能预测出"唯一正确的位置"。论文承认这点,所以评测改成"feels similar 算对"。
触觉太空(机械臂悬在空中)的样本:尽管做了数据再平衡,但这些样本本身就没信息,预测结果只能是"参考图本身"。模型学不到任何东西。
依赖固定相机视角:摄像头一旦换位置或换镜头,整个模型可能直接失灵。reference image 假设了"相机和场景的相对位置不变"。换到第一视角的可穿戴相机就要重训。
没有"力"的概念:GelSight 测的是变形,可以间接反映力,但模型并没有显式学"压多大的力"。所以它能预测"接触瞬间",但不能预测"按多用力"。后续 visuo-tactile dynamics 才补上这块。
所以这一节是想说:泛化、本质歧义、数据稀疏、视角固定、缺力的概念——这五个洞短期内填不上。
它和别的论文是什么关系
vs LLaVA / Flamingo(视觉+语言多模态):LLaVA 把视觉和"语言"做对齐——用 GPT-4 当"出题老师"造文本指令;本文则把视觉和"触觉"做对齐——用机械臂当"出题老师"自动戳东西。两者共享一个思路:用一个能批量生成"标签"的来源(GPT 或机械臂),绕开人工标注的瓶颈。
vs ImageBind:ImageBind 想把视觉、文本、音频、深度、热成像、IMU 六种模态都嵌到一个共享空间里。本文是更早期的"两模态打通",提供的训练范式(用图到图翻译做对齐)后来被许多多模态工作借用。可以把本文看成 ImageBind 的"双模态原型"。
vs Diffusion Policy / OpenVLA(操控机器人):那些工作让机器人"看一眼就知道怎么动";本文还没到决策层,停在"看一眼想象出摸起来什么感觉"的感知层。但触觉感知是抓取的关键——后续 visuo-tactile policy 论文(如 MIT 系的 Lee 2019 ICRA)就在这条路上往决策走。
vs Acoustic Swarms / RF-Pose(其他非视觉模态):声学和射频也是"非视觉模态"代表,但它们解决的是"穿透/远距感知";触觉相反,是"近距+局部"。共同点是都要把陌生模态翻译成神经网络能吃的张量,再设计跨模态对齐。
vs Conv-TasNet(音频源分离):Conv-TasNet 在 1D 音频信号上做端到端学习,不依赖手工特征。本文在 2D 触觉图上做端到端,思路相通——让神经网络从原始信号自己学表征,不靠工程师手写"摩擦系数 / 硬度估计"那套传统特征。
vs Habitat / Meta-World(仿真环境):那些工作让机器人在仿真里大量练习。本文反过来——直接在真实物理世界里采集真数据。两条路径互补:仿真便宜但 sim2real gap 大,真实采集贵但 ground truth 是真的。
所以这一节是想说:这是早期多模态对齐工作的"双模态精简版",思想被后来的 ImageBind / VLA 系列继承。
我建议这样读这篇
先看 Figure 1(页 1)。一张图把整篇论文要做的事讲完了:机械臂戳东西 → 视觉视频 + GelSight 触觉图 → 双向预测。
跳到 Section 3 看数据集。理解 GelSight 是什么、195 个物体怎么选、12000 次接触怎么自动化。这是论文最厚的工程贡献。
回到 Section 4.1 看 baseline。如果你还没接触过 pix2pix / cGAN,先读这节会比直接读 4.2 顺。最好补一下原版 pix2pix 论文的 Figure 2。
重点读 Section 4.2 的三项改造。每读一段问自己:"这个改造解决了什么具体问题?" reference→尺度差,rebalancing→mode collapse,temporal→时间错位。
看 Table 2 / 3 + Figure 5。数字和图对照看,建立"改造对效果的提升幅度"直觉。
最后扫 Section 5 的实验细节。AMT 怎么设计的、deformation 怎么测的——这些是工程素养训练。
去 项目网站 看视频。论文里很多结果只看静态图感觉一般,但跟着视频时间轴看 deformation 曲线就能立刻理解"时序帧防错位"为什么重要。这是 GAN 论文的常见情况:动效比静态图说服力强。
所以这一节是想说:先看图理解任务,再看数据集,最后才进算法细节,最后看视频建立直觉。
一些好奇心问答
Q1:为什么不直接用力传感器读"压力大小",非要用 GelSight 把触觉做成图? 因为压力只是一维标量,没有"形状/纹理"信息。GelSight 把接触面凹凸都拍下来,等于把触觉升维到 2D 图像,CNN 能直接处理,信息量也大得多。
Q2:12000 次接触是机械臂连续戳出来的,那中间有人监督吗? 基本没有。SLAM 自动选戳点 + 机械臂自动执行 + 摄像头时间戳同步。研究生只需要在桌面摆好物体,让程序跑就行。论文里强调"自动化"是核心工程贡献。
Q3:reference image 是不是在"作弊"?模型不就是在抄参考图吗? 对,它确实抄了大部分(桌面、物体),但这正是合理之处——人类预测触觉时也在用"我已经看到的场景"做条件。模型只需要把注意力放在"哪儿被戳了 + 戳出的纹理"上。这不是作弊,是合理的任务简化。
Q4:训练 GAN 一般要算 FID/IS 这些指标,本论文为什么主要用 AMT? 因为触觉图不是自然图像,FID(基于 ImageNet 预训练特征)的相似性指标不一定可靠。作者直接用人类感知判断"真不真"更稳。这是 GAN 评测的常见妥协。
Q5:模型能"想象"出从没摸过的材质吗?比如猫毛? 论文没测。直觉上不行——模型只见过 195 个家用品。但作者展示了 30 个"未见物体"上的泛化效果,说明在"训练分布附近"还能用。
Q6:为什么 vision→touch 的时序帮助大,touch→vision 帮助不大? 因为 vision→touch 要预测"什么时候真正接触上"——这是一个时间动作问题,多帧能看清。touch→vision 已经过滤掉"没接触"的样本(reference image 本身就够),时间信息相对冗余。
Q7:这套系统能搬到真实机器人抓取上吗? 本文止步于"想象"层,不直接做抓取。但作者在 Discussion 里点出:在低光环境下(视觉糟糕),用触觉来辅助识别和抓取是合理延伸。后续 MIT 的 visuo-tactile policy 工作就在这条线上。
Q8:GelSight 这玩意贵吗?普通实验室能复现吗? 2019 年时 GelSight 是开源硬件,研究生能自己搭一个,材料成本低于 100 美元(不含摄像头)。但 KUKA 工业机械臂很贵(百万级),所以"自动化数据采集"这条工程路径不容易复现。后续工作大多直接用本文公开的 VisGel 数据集做 finetune。
Q9:训练用的是什么 GPU?跑多久? 论文正文没明说,但根据架构(两个 ResNet-18 + 5 层 strided-conv decoder + 标准 ConvNet 鉴别器),单卡 V100 大约 3~5 天能跑完一个方向的训练。不算大模型,是 CV 中等规模实验。
Q10:作者后续做了什么? 一作 Yunzhu Li 在这之后做了一系列"物理感知 + 触觉"的工作,包括 ICRA/NeurIPS 的 visuo-tactile dynamics model,把"想象触感"延伸到"想象物体形变和动力学"。这篇论文是他从感知走向"物理理解"的起点。
所以这一节是想说:核心创新可复现,但要重新跑出 300 万张图得有 KUKA;模型本身只需中等 GPU。
如果你想再深入
Pix2Pix 原文(Isola 2017 CVPR):本文的方法基础。先读它的 Section 3,再回头看本文 Section 4.1,思路会通顺。
GelSight 原始论文(Johnson & Adelson 2009 / 2011):理解触觉传感器是怎么把变形变成 RGB 图的。MIT Adelson 组的代表工作。
Calandra et al. 2017 "The feeling of success":用视-触多模态预测抓取成功率。和本文的"看图想感觉"互补——它是"用感觉决定动作"。
Lee et al. 2019 ICRA "Making sense of vision and touch":自监督学习视-触表示用在 contact-rich 操作任务上。可以看作本文思路在"决策层"的延伸。
ImageBind(2023, Meta):六模态共享嵌入空间。读完这篇会发现本文的"双模态对齐"思路被推广到多模态后能干什么。
CycleGAN(Zhu et al. 2017):解决"无配对图到图翻译"。本文用的是配对版(pix2pix),但如果你想把这套方法推广到没法配对的场景(比如人手摸 vs 机械臂摸),CycleGAN 是必读。
Sundaram et al. 2019 Nature "可穿戴触觉手套":把触觉传感器做成手套,让人戴着采数据,规模比 KUKA 还大。和本文是"不同采集路径"的对比阅读。
所以这一节是想说:往前补 pix2pix / CycleGAN / GelSight,往后追 visuo-tactile policy / ImageBind / 触觉手套,就是这条研究线的全景。
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引用本笔记 / Cite this note
@online{eai_touch_vision_cross_modal_2026,
title = {(readable note) Connecting Touch and Vision via Cross-Modal Prediction},
author = {Zhou, Jason},
year = {2026},
note = {Note on a 2019 paper},
howpublished = {\url{https://estelledc.github.io/embodied-ai-reading-station/papers/touch-vision-cross-modal/}},
organization = {Embodied AI Reading Station}
}
All 156 papers (full index)
- 1. LLaVA: Visual Instruction Tuning
- 2. 3DShape2VecSet: 3D Shape Representation for Diffusion Models
- 3. SayCan: Do As I Can, Not As I Say
- 4. OpenVLA: An Open-Source Vision-Language-Action Model
- 5. VLAS: VLA Model With Speech Instructions
- 6. MLA: Multisensory Language-Action Model
- 7. Cosmos Policy: Fine-Tuning Video Models for Visuomotor Control
- 8. CartoRadar: RF-Based 3D SLAM Rivaling Vision Approaches
- 9. mmCLIP: Boosting mmWave-based Zero-shot HAR via Signal-Text Alignment
- 10. mmNorm: Non-Line-of-Sight 3D Object Reconstruction via mmWave Surface Normal Estimation
- 11. Proactive Hearing Assistants that Isolate Egocentric Conversations
- 12. NeuralAids: Wireless Hearables With Programmable Speech AI Accelerators
- 13. Creating speech zones with self-distributing acoustic swarms
- 14. Conv-TasNet: Surpassing Ideal Time-Frequency Magnitude Masking for Speech Separation
- 15. SoundStream: An End-to-End Neural Audio Codec
- 16. AudioLM
- 17. Conformer
- 18. Dual-path RNN
- 19. EnCodec
- 20. Meta-StyleSpeech
- 21. MusicLM
- 22. Robust Speech Recognition via Large-Scale Weak Supervision
- 23. SeamlessM4T
- 24. Stable Audio
- 25. Universal Source Separation with Weakly Labelled Data
- 26. Meta-World: A Benchmark and Evaluation for Multi-Task and Meta Reinforcement Learning
- 27. RLBench: The Robot Learning Benchmark & Learning Environment
- 28. robosuite: A Modular Simulation Framework and Benchmark for Robot Learning
- 29. BridgeData V2
- 30. CALVIN
- 31. LIBERO
- 32. RH20T
- 33. What Matters in Learning from Offline Human Demonstrations for Robot Manipulation
- 34. DROID
- 35. Open X-Embodiment
- 36. RoboCasa
- 37. SimplerEnv
- 38. Diffusion Policy: Visuomotor Policy Learning via Action Diffusion
- 39. 3D Diffusion Policy: Generalizable Visuomotor Policy Learning via Simple 3D Representations
- 40. Consistency Policy: Accelerated Visuomotor Policies via Consistency Distillation
- 41. EquiBot: SIM(3)-Equivariant Diffusion Policy
- 42. DiT-Policy
- 43. Diffusion Policy Policy Optimization (DPPO)
- 44. Affordance-based Robot Manipulation with Flow Matching
- 45. FlowPolicy: 3D Flow-based Policy via Consistency Flow Matching
- 46. FAST: Efficient Action Tokenization for VLA
- 47. pi_0: Vision-Language-Action Flow Model
- 48. pi_0.5: VLA with Open-World Generalization
- 49. A Reduction of Imitation Learning and Structured Prediction to No-Regret Online Learning
- 50. Generative Adversarial Imitation Learning
- 51. Learning Fine-Grained Bimanual Manipulation with Low-Cost Hardware (ACT/ALOHA)
- 52. AnyTeleop
- 53. Behavior Transformers: Cloning k Modes with One Stone
- 54. Implicit Behavioral Cloning
- 55. RoboCat
- 56. ALOHA 2
- 57. DexCap
- 58. HumanPlus
- 59. Generalizable Humanoid Manipulation with 3D Diffusion Policies (iDP3)
- 60. Mobile ALOHA
- 61. SmolVLA
- 62. Universal Manipulation Interface
- 63. Behavior Generation with Latent Actions (VQ-BeT)
- 64. ImageBind: One Embedding Space To Bind Them All
- 65. Connecting Touch and Vision via Cross-Modal Prediction
- 66. AnyMAL: An Efficient and Scalable Any-Modality Augmented Language Model
- 67. AudioPaLM
- 68. FROMAGe: Grounding LLMs to Images
- 69. OneLLM
- 70. X-VLM: Multi-Grained Vision Language Pre-Training
- 71. Tactile Beyond Pixels (Sparsh-X)
- 72. Sparsh: Self-supervised Touch Representations
- 73. Tactile-VLA
- 74. TLA: Tactile-Language-Action
- 75. Code as Policies: Language Model Programs for Embodied Control
- 76. Inner Monologue: Embodied Reasoning through Planning with Language Models
- 77. LLM+P: Empowering LLMs with Optimal Planning
- 78. PaLM-E: An Embodied Multimodal Language Model
- 79. ProgPrompt
- 80. ChatGPT for Robotics
- 81. GenSim
- 82. RoboFlamingo
- 83. Tree-Planner
- 84. VoxPoser
- 85. See Through Smoke: Robust Indoor Mapping with Low-cost mmWave Radar
- 86. Can WiFi Estimate Person Pose?
- 87. 3DRIMR: 3D Reconstruction and Imaging via mmWave Radar based on Deep Learning
- 88. milliEgo: Single-chip mmWave Radar Aided Egomotion Estimation via Deep Sensor Fusion
- 89. High Resolution Point Clouds from mmWave Radar
- 90. RadarSLAM: Radar based Large-Scale SLAM in All Weathers
- 91. Through-Wall Pose Imaging in Real-Time with a Many-to-Many Encoder/Decoder Paradigm
- 92. RFMask: A Simple Baseline for Human Silhouette Segmentation with Radio Signals
- 93. RFPose-OT: RF-Based 3D Human Pose Estimation via Optimal Transport Theory
- 94. Argus: Multi-View Egocentric Human Mesh Reconstruction Based on Stripped-Down Wearable mmWave Add-on
- 95. Diffusion Model is a Good Pose Estimator from 3D RF-Vision
- 96. Enabling Visual Recognition at Radio Frequency (PanoRadar)
- 97. Wave-Former: Through-Occlusion 3D Reconstruction via Wireless Shape Completion
- 98. Habitat: A Platform for Embodied AI Research
- 99. Isaac Gym: High Performance GPU-Based Physics Simulation For Robot Learning
- 100. DexMV
- 101. Habitat 2.0
- 102. ManiSkill
- 103. ProcTHOR
- 104. SAPIEN: A SimulAted Part-based Interactive ENvironment
- 105. BEHAVIOR-1K
- 106. Habitat 3.0
- 107. Isaac Lab
- 108. MuJoCo Playground
- 109. RT-1: Robotics Transformer for Real-World Control at Scale
- 110. 3D Diffusion Policy (DP3)
- 111. Octo: An Open-Source Generalist Robot Policy
- 112. RT-2: Vision-Language-Action Models Transfer Web Knowledge to Robotic Control
- 113. RT-Trajectory: Robotic Task Generalization via Hindsight Trajectory Sketches
- 114. 3D-VLA
- 115. DexVLA
- 116. GR-2: Generative Video-Language-Action Model
- 117. OpenHelix
- 118. OpenVLA-OFT
- 119. RDT-1B: Diffusion Foundation Model for Bimanual Manipulation
- 120. RoboMamba
- 121. SpatialVLA
- 122. TinyVLA
- 123. TraceVLA: Visual Trace Prompting
- 124. Learning Transferable Visual Models From Natural Language Supervision
- 125. Flamingo: a Visual Language Model for Few-Shot Learning
- 126. BLIP-2: Bootstrapping Language-Image Pre-training with Frozen Image Encoders and Large Language Models
- 127. BLIP: Bootstrapping Language-Image Pre-training for Unified Vision-Language Understanding and Generation
- 128. DeepSeek-VL: Towards Real-World Vision-Language Understanding
- 129. EVA-CLIP: Improved Training Techniques for CLIP at Scale
- 130. FILIP: Fine-grained Interactive Language-Image Pre-Training
- 131. Florence-2: Advancing a Unified Representation for a Variety of Vision Tasks
- 132. InternVL: Scaling up Vision Foundation Models and Aligning for Generic Visual-Linguistic Tasks
- 133. Improved Baselines with Visual Instruction Tuning
- 134. OBELICS
- 135. Qwen-VL: A Versatile Vision-Language Model for Understanding, Localization, Text Reading, and Beyond
- 136. Sigmoid Loss for Language Image Pre-Training
- 137. What matters when building vision-language models?
- 138. Expanding Performance Boundaries of Open-Source Multimodal Models with Model, Data, and Test-Time Scaling
- 139. The Llama 3 Herd of Models
- 140. LLaVA-NeXT-Interleave
- 141. LLaVA-OneVision: Easy Visual Task Transfer
- 142. Long-CLIP: Unlocking the Long-Text Capability of CLIP
- 143. Pixtral 12B
- 144. Dream to Control: Learning Behaviors by Latent Imagination
- 145. World Models
- 146. DayDreamer
- 147. Mastering Atari with Discrete World Models
- 148. Dreamer V3: Mastering Diverse Domains through World Models
- 149. Transformers are Sample-Efficient World Models
- 150. TWM: Transformer-based World Models
- 151. 1X World Model Challenge
- 152. Cosmos World Foundation Model Platform
- 153. GAIA-1
- 154. Genie: Generative Interactive Environments
- 155. Navigation World Models
- 156. UniSim