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首次写入政府工作报告!这个科技新词“具身智能”到底是什么?

无人机

行业应用  2025-03-14 17:00:14

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”。

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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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图库版权图片,转载使用可能引发版权纠纷

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,在互动学习中成长。

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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图库版权图片,转载使用可能引发版权纠纷

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枚棋子的能力。而具身智能机器人,则能通过摄像头、触觉及其他传感器等“感官”收集环境信息,并用肢体与环境互动,进而形成“感知-行动”的闭环。

了解了上面的信息,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、做出决策并实现行动,从而产生智能行为和适应性。总结一下,具身智能(néng)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 ,甚至可以跟人聊得有来有回,但它们仍然不能算是具身智能。

这是因为它缺少了至关重(zhòng)要(yào)的(de)一环,也就是“具身智能”中的“具身性”(Embodiment)。而具身性的核心在于,智能必须通过物理身体与环境的实时交互和动态反馈来生成,而非(fēi)依(yī)赖(lài)预(yù)设(shè)程(chéng)序(xù)或(huò)离(lí)线(xiàn)数(shù)据(jù),要(yào)靠(kào)深(shēn)度(dù)融(róng)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)劳动了,但很多机器人工作的时候依赖预先编好的程序,我们经常能看到工厂生产线中的(de)机(jī)械(xiè)臂(bì)(也(yě)是(shì)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)一(yī)种(zhǒng)),它(tā)们(men)高(gāo)效(xiào)默(mò)契(qì)地(de)运(yùn)行(xíng),能(néng)有(yǒu)条(tiáo)不(bù)紊(wěn)地(de)进(jìn)行(xíng)搬(bān)运(yùn)、焊(hàn)接(jiē)等(děng)工(gōng)作(zuò)。这(zhè)类(lèi)机(jī)械(xiè)臂(bì)通(tōng)常(cháng)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(rù)它(tā)们(men)的(de)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(zài)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、喷漆等加工工序,大部分可以用机器人轻松完成。但是到了发动机、底盘、电器等装配工序,大部分工作仍难以用机器人完成,因为这些工作更加复杂,更需要“随机应变”以及沟通合作,机器人还无法胜任,需要人工。

而具身智能(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)机器人实现更加广泛的应用并走进千家万户,需要发展具身智能。

具身智能机器人,“活学活用”

由(yóu)于(yú)具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng)和(hé)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)技(jì)术(shù)非(fēi)常(cháng)复(fù)杂(zá),也(yě)有(yǒu)很(hěn)多(duō)不(bù)同(tóng)的(de)技(jì)术(shù)路线(xiàn),下(xià)面仅以具身智能开源学习项目 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动作运行——很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(cì)积(jī)木(mù)位(wèi)置(zhì),操(cāo)纵(zòng)机(jī)械(xiè)臂(bì)重(zhòng)复(fù)数(shù)十(shí)到(dào)上(shàng)百(bǎi)次(cì)捡(jiǎn)起(qǐ)和(hé)放(fàng)下(xià)的(de)动(dòng)作(zuò),就(jiù)能(néng)获(huò)得(de)足(zú)够(gòu)的(de)资(zī)料(liào)。

图(tú)片(piàn)

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)过算法“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。

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LeRobot 一次成功的自主拾取过程 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),不用事先编写大量规则穷尽所有可能。其次,身智能能够在执行任务的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(cǐ)外(wài),具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng)机(jī)器(qì)人(rén)还(hái)能(néng)实(shí)现远比捡起积木扔进盒子里复杂得多(duō)的(de)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(rén),就(jiù)能(néng)在(zài)更(gèng)多(duō)的(de)领(lǐng)域发(fā)挥(huī)重(zhòng)要(yào)作(zuò)用(yòng)。

最(zuì)后(hòu)总(zǒng)结(jié)一(yī)下(xià),具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng)和(hé)机(jī)器(qì)人(rén)技(jì)术(shù)的(de)融(róng)合(hé),将(jiāng)会(huì)让(ràng)未(wèi)来(lái)的(de)机(jī)器(qì)人(rén)变(biàn)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研究中心主任,博士生导师

策划丨丁崝

审校丨徐来、林林

本文封面图片及文内图片来自版权图库

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