ICML2026 | AutoMoT : B2D & nuScense双SOTA ，重新思考VLM和端到端驾驶的结合

大模型进入自动驾驶后，最直接的价值在于场景理解。它可以识别前车是否准备并线、行人是否可能横穿、施工区域是否会影响车道，也可以分析复杂路口中的让行关系。

但自动驾驶需要的不只是 “看懂”。车辆真正要做的是在下一秒给出动作，是否减速、轨迹是否偏移、继续跟车还是选择绕行。因此关键问题变成了大模型的理解能力，如何真正服务于驾驶决策和轨迹规划？

01 引言

图中总结了近年来该领域代表性工作的探索方向：一种是把 VLM 放在前面，当作场景编码器，先理解图像，再把信息交给 planner。这种方式分工清楚，但理解和规划仍然是分开的。另一种是把 VLM 作为辅助模块，让它输出风险判断、驾驶意图或条件信号，实时控制仍由 planner 完成。这样对原系统改动较小，但也容易浪费大模型能力：复杂推理最后被压缩成少量提示，很难完整转化为动作。

还有一种更直接的做法，是把 reasoning 和 action 放进同一个 VLA 模型里。这样理解和动作被统一起来，但也带来实时性问题：高层推理可以慢，轨迹规划必须快。如果两者始终同步执行，大模型推理延迟就会限制系统反应速度。

针对上述问题，来自南洋理工大学 AutoMan Lab、哈佛大学和小米汽车的研究团队提出了 AutoMoT，一种面向端到端自动驾驶的统一 Vision-Language-Action 模型，将场景理解、轨迹规划与动作决策统一到同一潜在空间中，并通过异步推理实现 “低频理解、高频行动”。具体而言，理解模块负责高层语义建模，动作模块负责决策与轨迹规划，二者通过layer-wise shared attention 在模型内部进行直接交互。

实验结果表明，AutoMoT 在 Bench2Drive 和 nuScenes 两个基准上均取得了 SOTA 性能。其中，在 Bench2Drive 闭环评测中，AutoMoT 达到 87.34 DS / 70.00% SR，加入 Action Refiner 后的 AutoMoT+ 进一步提升至 89.42 DS / 74.09% SR；在 nuScenes 开环规划评测中，其平均碰撞率仅为 0.07%, 平均 L2 为 0.32。该工作已被 ICML 2026 正式接收。

• 论文标题：AutoMoT: A Unified Vision-Language-Action Model with Asynchronous Mixture-of-Transformers for End-to-End Autonomous Driving
• 论文链接：https://arxiv.org/abs/2603.14851
• 项目主页：https://automot-website.github.io/
• 代码链接：https://github.com/OscarHuangWind/AutoMoT
• 模型链接：https://huggingface.co/Oscar-Huang/AutoMoT
• 数据链接：https://huggingface.co/datasets/Oscar-Huang/nuSync

02 模型架构

理解、决策与规划的统一

AutoMoT 由两个专家组成：Understanding Expert（UE） 和 Action Expert（AE）。

如上图左侧所示，UE 是一个 4B 级 Qwen3-VL backbone，输入多帧 RGB 图像和导航提示，生成 reasoning tokens；AE 是约 1.6B 参数的动作专家，输入当前 RGB、LiDAR BEV、decision queries、target points 和 planning queries，生成决策与规划 tokens。

关键在于 UE 和 AE 不是传统 hierarchical 式串联。AutoMoT 在每一层引入 Layer-wise Shared Attention：UE 提供高层场景理解，AE 在生成动作时可以访问这些中间表示。这样，UE 的场景理解不再只限于外部文本解释，而是直接参与动作生成。

上图右侧展示了 AutoMoT 的 attention 设计。Understanding、Decision、Planning 三类任务通过 cross-task causal mask 建立明确的信息流：Decision 可以读取 Understanding 的场景理解信息，Planning 则可以同时读取 Understanding 和 Decision 的信息；任务内部仍保持双向注意力。因此，Action Expert 并不是从零开始学习规划，而是在基座模型的先验知识的基础上学习决策与轨迹生成。模型先理解场景，再基于理解形成决策，最后结合理解与决策生成规划，使轨迹预测不再只是几何拟合，而是由场景语义和驾驶意图共同驱动。

异步推理，KV Cache 复用场景理解

AutoMoT 的异步推理主要用于解决闭环驾驶中的实时性问题。动作规划需要高频刷新，因为自车状态和周围交通参与者都在不断变化；而高层场景理解具有一定时间连续性，例如前方施工区域、慢速车辆或路口拓扑关系，并不会在相邻几个控制周期内完全改变。

因此，AutoMoT 让 UE 周期性更新高层理解，AE 则以更高频率生成动作。UE 完成一次理解后会保存对应的 KV cache，AE 在后续多个动作步中可以直接基于这些 cached states 进行多步决策和轨迹规划，而无需每一步都重新执行完整的大模型推理。

这说明 AutoMoT 并不是削弱大模型推理，而是重新定义其参与控制的方式：高层理解仍然影响动作生成，但不再阻塞每一次轨迹刷新。

03 实验验证

闭环和开环结果

在 CARLA Bench2Drive 闭环评测中，AutoMoT 取得了 87.34 DS / 70.00% SR，超过 SimLingo 的 85.07 / 67.27。在加入 Action Refiner 后，AutoMoT+ 进一步提升至 89.42 DS / 74.09% SR，达到当前 SOTA 水平。这表明动作细化模块能够进一步提升规划质量和任务成功率，也体现了 AutoMoT 在完整路线执行中的闭环驾驶能力。

在 nuScenes 开环规划中，AutoMoT 的 L2@1s / 2s / 3s 分别为 0.14 / 0.29 / 0.54，平均 L2 为 0.32；碰撞率分别为 0.01% / 0.06% / 0.15%，平均碰撞率仅为 0.07%，在安全相关指标上达到当前 SOTA 水平。这说明 AutoMoT 不仅能够保持较低的轨迹误差，也能生成更安全的规划结果。

重新思考基座模型的通用能力到底要不要完全 tailor 到自动驾驶领域？

AutoMoT 还讨论了一个容易被忽略的问题：预训练基座模型进入自动驾驶后，是否需要整体微调成驾驶专用模型？在 AutoMoT 中，保留 Understanding Expert 的预训练能力并不是单纯为了节省算力，而是因为随着基座模型能力不断增强，它们已经具备很强的通用场景理解、视觉语义建模和复杂关系推理能力，并在自动驾驶场景理解任务中展现出 SOTA 水平。

图第一组实验比较了 AutoMoT 在自动驾驶和通用任务上的 reasoning 能力。AutoMoT 在 LingoQA 上达到 67.00，接近 ReCogDrive 的 67.20；在 OmniDrive 上达到 0.89，高于 ReCogDrive 和 Robotron-Drive 的 0.82；在 CODA-LM 上达到 6.07。同时，它在 TallyQA 和 InfoVQA 等通用任务上分别达到 81.40 和 89.30。这说明，在不完全专门化 backbone 的情况下，AutoMoT 仍然能保持较好的驾驶场景理解和通用推理能力。

第二组实验进一步说明，fine-tuning 的收益并不均匀。对于 LingoQA 这类场景理解任务，微调几乎只带来边际提升，分数从 67.00 增至 67.20；但在 OmniDrive 这类更接近规划和动作层的任务上，提升非常明显，从 18.20 增至 67.80。这表明自动驾驶中真正需要强领域适配的部分，更多集中在如何把场景理解转化为决策和动作，而不是基础视觉语言理解本身。

但整体微调 backbone 也会带来代价。微调后，TallyQA 从 81.40 降到 52.40，InfographicVQA 从 89.30 降到 50.20，VizWiz 从 75.60 降到 50.20。这些结果说明，如果把整个基座模型深度改造成驾驶专用模型，可能会削弱其原本的通用理解和复杂推理能力。

因此，AutoMoT 采用了更明确的分工：UE 保留预训练 VLM 的通用场景理解能力，AE 则专门学习自动驾驶中的决策、规划和动作生成。需要强调的是，这并不是否定 fine-tuning 的价值，而是认为不同能力应当在更合适的模块中进行适配：高层理解能力由 UE 保留，action-level adaptation 则主要由 AE 完成，从而避免整体微调可能带来的通用能力退化。

4. 结语

AutoMoT 的核心并不是让 VLM 直接接管驾驶，而是在自动驾驶 VLA 系统中重新组织 “理解” 和 “行动” 的关系。

因此，AutoMoT 选择保留 UE 的通用理解能力，将自动驾驶中的动作学习主要交给 AE 完成。两者通过 layer - wise shared attention 连接，使 AE 在生成决策和轨迹时能够直接利用 UE 的中间表示，而不是仅仅接收一段外部文本解释。与此同时，异步推理与 KV cache 将完整 VLM 前向从每个动作周期中解耦出来，从而降低实时控制中的计算压力。

AutoMoT 提供了一个关于智能驾驶基座模型适配的新视角。将整个基座模型深度适配到驾驶领域固然有其优势，但也往往伴随着更高的标注、人力和算力成本。AutoMoT 的 SOTA 性能则展示了另一种更高效的可能：保留基座模型强大的通用场景理解能力，同时将驾驶相关的决策与规划能力交由专门的动作专家学习，并通过紧凑的跨模块注意力机制实现二者之间的高效协同。这样的设计在保持强性能的同时，也为面向真实部署的 VLA 系统提供了一条更具可扩展性的路径。

文章来自于"机器之心"，作者 "机器之心"。