編輯｜杜偉

過(guò)去兩天，全球爆火的 Agent 私人助手 OpenClaw，接連更新了兩個(gè)版本，讓人直呼「開發(fā)團(tuán)隊(duì)是不睡覺(jué)了嗎？」

之所以如此爆火，很大程度上歸功于 OpenClaw 的長(zhǎng)期記憶能力，它能夠記住用戶的對(duì)話歷史、偏好設(shè)置、任務(wù)上下文、個(gè)性化調(diào)整、常用信息和數(shù)據(jù)、交互偏好，等等。更新之后，OpenClaw 實(shí)現(xiàn)了上下文管理（記憶）的自由插拔。

記憶機(jī)制是大模型處理復(fù)雜任務(wù)的重要能力之一。在聊天對(duì)話、自動(dòng)化工作流等場(chǎng)景中，模型需要通過(guò)記憶保持長(zhǎng)期上下文。而在 3D 重建領(lǐng)域，尤其是大范圍場(chǎng)景或長(zhǎng)序列視頻重建，跨幀信息的持續(xù)傳播同樣至關(guān)重要，記憶機(jī)制正是實(shí)現(xiàn)這一能力的重要手段。

現(xiàn)有的前饋 3D 重建模型往往依賴短時(shí)上下文窗口，難以有效建模長(zhǎng)序列中的依賴關(guān)系。隨著幾何基礎(chǔ)模型（如 DUSt3R、MonST3R、VGGT）的出現(xiàn)，可以從大規(guī)模數(shù)據(jù)中提煉復(fù)雜的幾何先驗(yàn)，使得即便在傳統(tǒng)方法較難處理的場(chǎng)景中，仍能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的前饋推理。不過(guò)，當(dāng)前模型仍然存在一個(gè)關(guān)鍵空白：盡管經(jīng)典處理流程可以擴(kuò)展到城市級(jí)別，但現(xiàn)有的前饋模型在處理更大規(guī)模的場(chǎng)景時(shí)，仍然受到限制。

主要障礙源自兩個(gè)方面，即當(dāng)前架構(gòu)中固有的上下文壁壘和訓(xùn)練過(guò)程中嚴(yán)重的數(shù)據(jù)壁壘。從架構(gòu)角度看，雖然雙向注意力對(duì)于學(xué)習(xí)復(fù)雜的幾何先驗(yàn)至關(guān)重要，但其二次復(fù)雜度使得它只能應(yīng)用于短時(shí)上下文窗口。而從數(shù)據(jù)角度看，當(dāng)前的模型主要在短時(shí)上下文「氣泡」（幾十到一百多幀）上進(jìn)行訓(xùn)練，這使得它們?cè)谕评頃r(shí)無(wú)法有效整合長(zhǎng)距離依賴（數(shù)千到數(shù)萬(wàn)幀）。因此，像 FastVGGT 這樣的推理時(shí)啟發(fā)式方法，雖然成功緩解了內(nèi)存瓶頸，但仍無(wú)法在大規(guī)模 VBR 數(shù)據(jù)集上進(jìn)行泛化。

針對(duì)這一痛點(diǎn)，近日，谷歌 DeepMind 聯(lián)合加州大學(xué)伯克利分校提出了 LoGeR（長(zhǎng)時(shí)上下文幾何重建）。這是一種新穎的架構(gòu)，在無(wú)需后期優(yōu)化的情況下將密集的 3D 重建擴(kuò)展到極長(zhǎng)的序列。過(guò)程中，LoGeR 通過(guò)將視頻流分塊處理，利用強(qiáng)大的雙向先驗(yàn)進(jìn)行高保真度的塊內(nèi)推理。

為了應(yīng)對(duì)跨塊邊界一致性的挑戰(zhàn)，研究者提出了一種基于學(xué)習(xí)的混合記憶模塊。這個(gè)雙組件系統(tǒng)結(jié)合了參數(shù)化的測(cè)試時(shí)訓(xùn)練（TTT）記憶模塊，用于錨定全局坐標(biāo)框架并防止尺度漂移，同時(shí)使用非參數(shù)化的滑動(dòng)窗口注意力（SWA）機(jī)制來(lái)保持未壓縮的上下文，從而實(shí)現(xiàn)高精度的相鄰塊對(duì)齊。

• 論文標(biāo)題：LoGeR: Long-Context Geometric Reconstruction with Hybrid Memory
• arXiv 鏈接：https://arxiv.org/pdf/2603.03269
• 項(xiàng)目地址：https://loger-project.github.io/

值得注意的是，這種記憶架構(gòu)使得 LoGeR 能夠在 128 幀的序列上進(jìn)行訓(xùn)練，并在推理過(guò)程中泛化到數(shù)千幀。

在標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)測(cè)試和重新設(shè)計(jì)的 VBR 數(shù)據(jù)集（包含最多 19000 幀的序列）上進(jìn)行評(píng)估時(shí)，LoGeR 明顯超越了先前的前饋方法，在 KITTI 數(shù)據(jù)集上將絕對(duì)軌跡誤差（ATE）降低了超過(guò) 74%，并且在前所未有的時(shí)間跨度上實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)健、全球一致的重建。

視覺(jué)展示，在大規(guī)模真實(shí)場(chǎng)景（in-the-wild）以及 VBR 序列上的定性結(jié)果。本文的全前饋方法能夠在數(shù)千幀的長(zhǎng)序列中準(zhǔn)確保持大尺度結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的回環(huán)閉合。

方法概覽

為了將前饋密集型 3D 重建擴(kuò)展到分鐘級(jí)視頻，必須克服全局注意力的二次復(fù)雜度和長(zhǎng)時(shí)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的稀缺問(wèn)題。端到端的分塊處理成為自然的解決方案，它嚴(yán)格限制了計(jì)算成本，并確保局部推理保持在現(xiàn)有短時(shí)上下文訓(xùn)練數(shù)據(jù)的分布范圍內(nèi)。然而，獨(dú)立處理每個(gè)塊會(huì)導(dǎo)致全局一致性的喪失。

因而需要這樣一種前饋架構(gòu)，它能夠同時(shí)提供： (i) 強(qiáng)大的局部雙向推理能力，以保持密集的幾何保真度；(ii) 無(wú)損的短程信息傳遞通道，以保持跨相鄰塊邊界的高精度幾何對(duì)齊；(iii) 一個(gè)線性時(shí)間、固定大小的記憶機(jī)制，用于在數(shù)千幀的長(zhǎng)距離內(nèi)傳播全局信息。

研究者通過(guò)分塊順序處理輸入視頻流，如圖 1 和圖 2 所示。

為了在塊之間傳播信息，研究者引入了兩種互補(bǔ)的機(jī)制：

一是：通過(guò)分塊 TTT 實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)、有損壓縮

通過(guò)插入 TTT 層，保持跨多個(gè)塊的快速權(quán)重集 W。與分塊處理方式一致，研究者利用大塊測(cè)試時(shí)訓(xùn)練（LaCT），并證明它比標(biāo)準(zhǔn) TTT 更高效。在推理過(guò)程中，權(quán)重會(huì)對(duì)每個(gè)塊進(jìn)行更新和應(yīng)用操作。在應(yīng)用操作中，TTT 層利用存儲(chǔ)在權(quán)重中的歷史信息來(lái)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)處理當(dāng)前塊的方式。

在更新操作中，權(quán)重會(huì)被編輯，存儲(chǔ)來(lái)自當(dāng)前塊的信息，從概念層面壓縮重要但冗余的幾何信息，例如粗略的幾何形狀和場(chǎng)景的尺度。雖然這些快速權(quán)重理論上提供了無(wú)限的接收?qǐng)?，但它們的?shí)際容量本質(zhì)上受到訓(xùn)練上下文長(zhǎng)度的限制。

二是：通過(guò)滑動(dòng)窗口注意力（SWA）實(shí)現(xiàn)短時(shí)、無(wú)損傳遞

單純依賴 TTT 樣式的狀態(tài)傳遞本質(zhì)上是有損的，這對(duì)于密集型 3D 重建尤其構(gòu)成問(wèn)題，因?yàn)樵谙噜弾g保持幾何一致性至關(guān)重要。為此，研究者以稀疏方式插入滑動(dòng)窗口注意力層，關(guān)注來(lái)自前一個(gè)和當(dāng)前塊的幀注意力層輸出的 tokens，即 C^m?1 ∪ C^m。

這建立了一個(gè)無(wú)損的信息傳遞通道，直接傳播來(lái)自前一個(gè)塊的高保真特征。值得注意的是，這一操作保持了有限的計(jì)算和內(nèi)存效率，因?yàn)榛瑒?dòng)窗口注意力僅應(yīng)用于相鄰塊之間，并且只插入在網(wǎng)絡(luò)的部分深度（僅四層）。

以上兩種跨塊路徑是互補(bǔ)的：TTT 提供了可擴(kuò)展的長(zhǎng)距離記憶，而 SWA 確保了相鄰塊之間的細(xì)粒度幾何一致性

接下來(lái)的重點(diǎn)是LoGeR 前饋對(duì)齊。盡管引入了 TTT 和 SWA，但在處理非常長(zhǎng)的流時(shí)，仍可能積累預(yù)測(cè)誤差。

為了解決這一問(wèn)題，研究者提出了 LoGeR，它是一個(gè)變種模型，在原始預(yù)測(cè)中加入了純前饋對(duì)齊步驟，以確保預(yù)測(cè)結(jié)果與一致的全局坐標(biāo)系統(tǒng)對(duì)齊。

最后還要面臨「數(shù)據(jù)壁壘」和「課程學(xué)習(xí)」的挑戰(zhàn)。

研究者認(rèn)為，僅靠架構(gòu)上的改進(jìn)不足以實(shí)現(xiàn)無(wú)限上下文的重建。如圖 3 所示，像 VGGT 這樣的強(qiáng)基線方法，即使配備了推理時(shí)的架構(gòu)效率提升（如 FastVGGT），在僅使用短時(shí)上下文或小規(guī)模場(chǎng)景數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，依然無(wú)法很好地泛化到大規(guī)模場(chǎng)景。為了克服這個(gè)「數(shù)據(jù)壁壘」，研究者構(gòu)建了一個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，重點(diǎn)增加大規(guī)模場(chǎng)景數(shù)據(jù)集的比例，例如 TartanAirV2，它為學(xué)習(xí)有效的幾何壓縮提供了必要的長(zhǎng)時(shí)信號(hào)。

為了穩(wěn)定優(yōu)化遞歸 TTT 層的訓(xùn)練，研究者采用了漸進(jìn)式課程策略。通過(guò)從簡(jiǎn)單序列開始，并逐漸增加復(fù)雜度，迫使模型從局部的滑動(dòng)窗口注意力（SWA）轉(zhuǎn)向全局的 TTT 隱藏狀態(tài)。訓(xùn)練進(jìn)度分為三個(gè)階段： (1) 首先從 48 幀的序列開始，分成 4 個(gè)塊；(2) 然后逐步增加塊的密度，達(dá)到 12 個(gè)塊，同時(shí)保持序列長(zhǎng)度不變；(3) 最后，利用 H200 GPU，將上下文長(zhǎng)度擴(kuò)展到 128 幀，并逐步增加到 20 個(gè)塊。

對(duì)于 LoGeR，研究者從第一階段的模型開始，集成前饋對(duì)齊步驟，并在接下來(lái)的課程中進(jìn)行微調(diào)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

首先，從定量結(jié)果來(lái)看，LoGeR 以及本文提出的基線方法 Pi3-Chunk，在 KITTI 基準(zhǔn)測(cè)試上均顯著優(yōu)于現(xiàn)有的前饋式方法（見表 2）。

值得注意的是，LoGeR 的平均性能甚至超過(guò)了當(dāng)前最強(qiáng)的基于優(yōu)化的方法 VGGT-Long，優(yōu)勢(shì)達(dá)到 32.5%。這一優(yōu)勢(shì)在開環(huán)場(chǎng)景中尤為明顯（如序列 01、03、04、08 和 10）。在這些場(chǎng)景下，LoGeR 無(wú)需依賴回環(huán)檢測(cè)，就能夠有效抑制長(zhǎng)序列中不斷累積的漂移誤差。

在 VBR 基準(zhǔn)上，LoGeR 同樣表現(xiàn)出穩(wěn)定的性能提升。定量結(jié)果如圖 4 所示，定性結(jié)果如圖 5 所示。與基線方法相比，LoGeR 中的 TTT 模塊能夠天然錨定全局尺度，從而保持全局一致性。

從可視化結(jié)果可以看到，在長(zhǎng)達(dá) 2 萬(wàn)幀的超長(zhǎng)序列中，LoGeR 依然能夠保持穩(wěn)定的全局尺度，而基線方法在如此長(zhǎng)的序列中會(huì)出現(xiàn)明顯的尺度漂移問(wèn)題。

其次是短序列評(píng)測(cè)

在 TTT3R 的實(shí)驗(yàn)設(shè)置基礎(chǔ)上，研究者進(jìn)一步將評(píng)測(cè)擴(kuò)展到較短視頻序列（最長(zhǎng)約 1000 幀）。首先，在 7-Scenes 數(shù)據(jù)集上評(píng)估 3D 點(diǎn)云重建效果，序列長(zhǎng)度在 50 到 500 幀之間。

研究者將 LoGeR 與多種學(xué)習(xí)式的亞二次復(fù)雜度方法進(jìn)行對(duì)比，包括顯式狀態(tài)方法 Point3R、隱式狀態(tài)空間模型 CUT3R、TTT3R、StreamVGGT 以及雙向注意力基線模型 VGGT 與 π^3。在 7-Scenes 數(shù)據(jù)集上的結(jié)果如圖 6 和圖 7 所示：

在 ScanNetV2 和 TUM-Dynamics 數(shù)據(jù)集上的相機(jī)位姿評(píng)估結(jié)果，分別展示在圖 8 和圖 9 中：

整體來(lái)看，無(wú)論是在 3D 重建質(zhì)量還是位姿估計(jì)精度方面，LoGeR 及其提出的基線方法均顯著優(yōu)于現(xiàn)有方法。

更多實(shí)驗(yàn)結(jié)果請(qǐng)參閱原論文。