
2025-03-14 17:00:25
在2025年3月5日第十四届全国人民代表大会第三次会议上的政府工作报告中,特别提到了“具身智能”。

图片截自中华人民共和国中央人民政府网站 www.gov.cn
那么具身智能到底是什么呢?

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回想我们看过的科幻电影,经典的机器人角色有很多——从冷酷强悍的杀手,到矫健的拳击运动员,从稳重冷静的维修工,到神烦碎嘴的礼仪官……不过,这些作品中的想象很美好,但实现起来真的很难——甚至光是让机器人像人那样迈开两条腿走路,都历尽坎坷。
反观我们人类的小宝宝,成长过程中也没有人给他们编什么程序,经过多次尝试和摔倒之后,他们自己就学会了爬和走,很快就能跑得飞快并躲开障碍。而“具身智能”技术,就参考了这个过程——这项技术能让机器人像人那样,用身体感知世界,在(zài)互(hù)动学习中成长。
具身智能是什么,
是怎么跟机器人结合的?
具身智能,英文全称是“Embodied Artificial Intelligence”,从这个全称我们可以看出,其实具身智能这个词中的“智能”就是“ AI ”(人工智能)的意思。而说到 AI ,大家早都不陌生了,从 ChatGpt 到 DeepSeek ,都是 AI 的一种。它们就像没有身体的“大脑”,虽然能从外部接收数据并解决问题,但它们作为没有身体的软件系统,缺乏通过身体与环境交互的能力和反馈机制。

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举个例子,下围棋的 AlphaGo ,就必须有一位工作人员在场上帮它落子,因为 AlphaGo 是个纯算法系统,尽管能在服务器上快速训练成千上万场棋局,甚至能够战胜世界冠军,但它自己甚至根本不具备在真实世界中拿起一(yī)枚(méi)棋(qí)子(zi)的(de)能(néng)力(lì)。而(ér)具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng)机(jī)器(qì)人(rén),则(zé)能(néng)通(tōng)过(guò)摄(shè)像(xiàng)头(tóu)、触(chù)觉(jué)及(jí)其(qí)他(tā)传(chuán)感(gǎn)器(qì)等(děng)“感(gǎn)官(guān)”收(shōu)集环(huán)境(jìng)信(xìn)息(xi),并(bìng)用(yòng)肢(zhī)体(tǐ)与(yǔ)环(huán)境(jìng)互(hù)动(dòng),进(jìn)而(ér)形(xíng)成(chéng)“感(gǎn)知(zhī)-行(xíng)动(dòng)”的(de)闭(bì)环(huán)。
了(le)解(jiě)了上面的信息,再解释具身智能相关的概念就比较容易理解了,所谓“具身智能”是指一种基于物理身体进行感知和行动的智能系统,其通过智能体与环境的交互获取信息、理解问题、做出决策并(bìng)实(shí)现(xiàn)行(xíng)动,从而产生智能行为和适应性。总结一下,具身智能就是“能够感知、推理并与物理世界互动的智能系统”。而具身智能机器人,可以视为具身智能系统的载体。
那么,“具身智能机器人”可以简单理解为“给 AI 套了一具身体”或“给机器人装上了一个 AI ”吗?这种认识也是不全面的。举个例子,现在有一些机器人产品,能够做一些简单的动作,也连上了 AI ,甚至可以跟人聊(liáo)得(de)有(yǒu)来(lái)有(yǒu)回(huí),但(dàn)它(tā)们(men)仍(réng)然(rán)不(bù)能(néng)算(suàn)是(shì)具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng)。
这(zhè)是(shì)因(yīn)为(wèi)它(tā)缺(quē)少(shǎo)了(le)至(zhì)关重(zhòng)要(yào)的(de)一(yī)环(huán),也(yě)就(jiù)是(shì)“具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng)”中(zhōng)的(de)“具(jù)身(shēn)性(xìng)”(Embodiment)。而(ér)具(jù)身(shēn)性(xìng)的(de)核(hé)心(xīn)在(zài)于(yú),智(zhì)能(néng)必(bì)须(xū)通(tōng)过(guò)物(wù)理(lǐ)身(shēn)体(tǐ)与(yǔ)环(huán)境(jìng)的(de)实(shí)时(shí)交(jiāo)互(hù)和(hé)动(dòng)态反馈来生成,而非依赖预设程序或离线数据,要靠深度融合(hé)人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)与(yǔ)机(jī)器(qì)人(rén)两(liǎng)大(dà)前(qián)沿(yán)技(jì)术(shù)才(cái)能(néng)实(shí)现(xiàn)这(zhè)个(gè)目(mù)标(biāo),简(jiǎn)单(dān)“拼(pīn)”在(zài)一(yī)起(qǐ)是(shì)不(bù)行(xíng)的(de)。
为(wèi)什(shén)么(me)我(wǒ)们(men)需(xū)要(yào)具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng)机(jī)器(qì)人(rén)?
其(qí)实(shí)现(xiàn)在(zài)已(yǐ)经(jīng)有(yǒu)很(hěn)多(duō)机(jī)器(qì)人(rén)在(zài)帮(bāng)助(zhù)人(rén)类(lèi)劳(láo)动(dòng)了(le),但(dàn)很(hěn)多(duō)机(jī)器(qì)人(rén)工(gōng)作(zuò)的(de)时(shí)候(hou)依(yī)赖(lài)预(yù)先(xiān)编(biān)好(hǎo)的(de)程(chéng)序(xù),我(wǒ)们(men)经(jīng)常(cháng)能(néng)看(kàn)到(dào)工(gōng)厂(chǎng)生(shēng)产(chǎn)线(xiàn)中(zhōng)的机械臂(也是机器人的一种),它们高效默契地运行,能有条不紊地进行搬运、焊接等工作。这类机械臂通常高度依赖编程行动,虽然可以分毫不差地运行,也集成了一些基本的传感器以便了解工作状态,但遇到突发情况却仍然“不懂”避让行人(在无需工人的生产线上通常也没有必要)。
这也是为什么很多工厂的机械臂操作区都要装上隔离网,标上警戒线。因为这些机械臂工作时“只认程序不认人”,虽然有大量安全相关的措施和规章制度保障,但如果有人疏忽大意踏入它们的工作范围,仍可能发生悲剧——面对严格按程序从 A 点运动到 B 点的机械臂,挡在路上的人体实在太脆弱了。
试想一下,你敢让这样一个一个“只认程序”的机器人,走进你的家中,帮你打理家务,照顾老人小孩吗?当然,现在很多流水线上用的工业机器人也有了碰撞检测等功能,变得更加安全,但它们仍然是按预设程序执行,缺乏动态学习能力,更适合执行简单的重复任务。而一旦面临复杂的环境和任务,只靠预设程序是行不通的,因为在复杂环境下,很难穷尽所有的规则。
这里再举个例子,在汽车制造业中,诸如搬运物料、抛光、焊接、喷漆等(děng)加(jiā)工(gōng)工序,大部分可以用(yòng)机(jī)器(qì)人(rén)轻(qīng)松(sōng)完(wán)成(chéng)。但(dàn)是(shì)到(dào)了(le)发(fā)动(dòng)机、底盘、电器等装配工序,大部分工作仍难以用机器人完成,因(yīn)为(wèi)这(zhè)些(xiē)工(gōng)作(zuò)更(gèng)加(jiā)复(fù)杂(zá),更(gèng)需(xū)要(yào)“随(suí)机(jī)应(yīng)变(biàn)”以(yǐ)及(jí)沟(gōu)通(tōng)合(hé)作(zuò),机(jī)器(qì)人(rén)还(hái)无(wú)法(fǎ)胜(shèng)任(rèn),需(xū)要(yào)人(rén)工(gōng)。
而(ér)具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng),则(zé)更(gèng)加(jiā)灵(líng)活(huó),具(jù)有(yǒu)适(shì)应(yīng)环(huán)境(jìng)解(jiě)决(jué)复(fù)杂(zá)任(rèn)务(wu)的(de)潜(qián)力(lì),要(yào)想(xiǎng)让(ràng)机(jī)器(qì)人(rén)实(shí)现(xiàn)更(gèng)加(jiā)广(guǎng)泛(fàn)的(de)应(yīng)用(yòng)并(bìng)走(zǒu)进(jìn)千(qiān)家(jiā)万(wàn)户(hù),需(xū)要(yào)发(fā)展(zhǎn)具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng)。
具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng)机(jī)器(qì)人(rén),“活(huó)学(xué)活(huó)用(yòng)”
由(yóu)于具身智能和机器人的技术非常复杂,也有很多不同的技术路线,下面仅以具身智能开源学习项目(mù) LeRobot 为例,简单介绍一下具身智能机器人的基本特点。
假设我们的任务目标是让机械臂捡起黄色的小积木块,再放进盒子里。我们可以编程序直接“命令”机械臂严格按照规定路径和(hé)动(dòng)作(zuò)运(yùn)行(xíng)——很(hěn)多生产线上的工业机器人正是如此,但只要积木换个地方,机械臂按之前的行动路径就会捡个空。我们也可以编程序让机械臂能识别出积木块,再执行“捡”的动作并放进盒子里,这样更加灵活,但仍需要事先编写相应的程序。
而 LeRobot 则是靠人操作主动臂,“手把手”地教从动臂完成一次捡起积木放进盒子的过程,从动臂运动的整个过程会被 2 个不同位置的摄像头全程监控并记录。改变几次积木位置,操纵机械臂重复数十到上百次捡起和放下的动作,就能获得足够的资料。

LeRobot 的(de)一(yī)次(cì)训(xun)练(liàn)过(guò)程(chéng) 来(lái)自(zì) Huggingface 官(guān)方(fāng)教(jiào)程(chéng)
再(zài)通(tōng)过(guò)算(suàn)法(fǎ)“学习”这些资料,就能让这套系统“学会”捡积木——如果有积木块出现在机械臂面前,它就会自己拿起积木来放进盒子。

LeRobot 一(yī)次(cì)成(chéng)功(gōng)的(de)自(zì)主拾取过程 来自 Huggingface 官方教程
上图中,研究人员并没有操作主臂,甚至积木的位置也改变了,但机械臂仍然能自主完成任务。
从上面这个简单的例子中,我们能了解具身智能的一些最基本的特点。首先,具身智能可以通过身体与环境的实时交互学习(多次捡起积木),不(bù)用(yòng)事(shì)先(xiān)编(biān)写(xiě)大(dà)量(liàng)规(guī)则(zé)穷(qióng)尽(jǐn)所(suǒ)有(yǒu)可(kě)能(néng)。其(qí)次(cì),具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng)能(néng)够(gòu)在(zài)执(zhí)行(xíng)任(rèn)务(wu)的(de)过程中动态调整策略(积木换个地方也能捡到)。
当然,这只是个简单的例子,实际上具身智能机器人的技术路线有很多,除了像上边的例子中基于真实世界交互的,还有在虚拟环境中进行的仿真训练以及二者相结合的等等。此外,具身智能机器人还能实现远比捡起积木扔进盒子里复杂得多的功能。比如行走、适应地形,模拟人的动作等等,不久之后,相信各类具身智能机器人,就能在更多的领域发挥重要作用。
最后总结一下,具身智能和机器人技术的融合,将会让未来的机器人变得更加能干,甚至能理解和模拟简单的感情交互。而且,对具身智能和机器人的持续投入,更将带动从软件到硬件的整个产业链的发展。
策划制作
作者丨丁崝 科普作者
审核丨于乃功 北京工业大学机器人工程专业负责人,北京人工智能研究院机器人(rén)研(yán)究(jiū)中(zhōng)心(xīn)主任,博士生导师
策划丨丁崝
审校丨徐来、林林
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