news 2026/5/1 1:43:02

【干货】具身智能技术路线全解:大模型如何走进物理世界,一文掌握核心技术!

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
【干货】具身智能技术路线全解:大模型如何走进物理世界,一文掌握核心技术!

简介

具身智能作为AI连接物理世界的关键途径,主要有分层决策与端到端两种技术架构,以及模仿学习与强化学习两种训练方法。各路线各有优劣,数据获取是具身智能发展的核心。商业化路径包括通用技术、纯软件和垂直领域三大方向。未来具身智能将向自适应学习和自我进化方向发展,2030年中国市场规模有望达8700亿元。


最近,我们先后探讨了「大模型幻觉」与「被忽略的触觉模态」等问题。

无论是大模型的认知,还是触觉等感知能力,当我们将视野投向更前沿的探索时,便不可避免地回归到一个激烈的新旧路线之争上:

面对物理世界的复杂性,我们究竟该教AI“抄作业”?通过**模仿学习(Imitation Learning)**快速上手;

还是该让它“自主闯关”,凭借**强化学习(Reinforcement Learning)**在试错中成长?

毋庸置疑,2025年的开头至今,具身智能仍旧是最火的领域之一。

那么,到底是什么驱动着它愈发火热?它又究竟“能”在哪里?


一、具身百年:无接触先行?

具身智能(Embodied artificial intelligence,EAI)由“本体”与“智能体”构成,以“感知决策、物理实体、环境交互”为主要特征。

与智能驾驶类似,具身智能的实现同样包括“感知、决策、控制”三个主要环节。

在产业链上,同样如此,例如,汽车的自动驾驶、芯片、传感器、激光雷达等技术二者可以相互借鉴。

所以,我们常说:“具身与智驾同源**”“车就是个无接触机器人”。**

与智能驾驶「技术同源」的具身智能,在智驾遇冷的今天,热度却不降反增。

第一款人形机器人的问世,可以追溯至1927年的机器人西屋 Televox。

此后的100年间里,尤其是伴随着AI大模型的高速发展。

现在,关于机器人的研究,已经从“本体的运动机能”转向了“智能体的感知决策”。

接下来,我们将就市场战略、主流技术方案这两大模块展开梳理:‍‍

(图源:人形机器人发展图鉴-觅途咨询,中金研究部)

二、战略要塞,兵家必争之地

相比传统的工业机器人、协作机器人等,具身智能机器人有着智能化程度高、工作场景限制小、能够自主规划复杂工作的特点。

随着全球老龄化趋势的加剧,人力供需矛盾,推动经济高质量发展等需求,人形机器人的应用场景正在不断拓展。(工业场景、服务场景、特种场景等)

全球各国政府均将发展人形机器人定位于国家战略,积极进行前瞻布局。

具身智能,也就成为了国内外科技巨头和科研机构的“兵家必争之地”。

(图源:自然资源部,中金公司研究部)

众多企业和高校研究机构也纷纷入局具身智能。

自 2022 年 10 月特斯拉人形机器人惊艳首秀以来,各家企业纷纷布局甚至涌入机器人这个千亿新赛道,众多初创公司完成多轮融资,头部车企、手机厂商调转航向。

就国内来说,2023年至2024年11月,新成立的具身智能机器人公司就多达30余家。

各方在具身智能领域的角逐日趋激烈,而这一赛道的持续发展,离不开技术方法的强力支撑。

所以,接下来,我们来重点聊聊技术层面。‍‍

三、具身智能,主流技术方案

主流技术路线

具身智能的算法方案可分为分层决策模型端到端模型两种路线。‍

  • 分层决策模型:

顾名思义,该模型就是将任务分解成多个层次。‍‍

典型代表「Figure01」:

顶层接入 OpenAI 的多模态大模型,提供视觉推理和语言理解;中间层神经网络策略作为小脑进行运动控制并生成动作指令;底层机器人本体接受神经网络策略的动作指令,进行控制执行。

优势不言而喻,比如某个层次出现问题不会直接影响其他层次,有利于故障排查和修复。但缺点也很明显。‍

分层决策模型的缺点是:不同步骤间的对齐和一致性需解决**。某些情况下,高层次无法完全理解底层的具体情境变化,导致决策不够精准。**

(图源:Figure o1线程)

  • 端到端模型:

顾名思义,端到端模型就是指从原始输入(如传感器数据、图像)直接映射到最终输出(如机器人动作序列),中间无需显式的任务分解。

典型代表GoogleRT-2、谷歌的PaLM-E模型

GoogleRT-2首先在大规模互联网数据预训练视觉语言模型,学习到语言和视觉信息之间的关联和模式;然后在机器人任务上微调,结合机器人动作数据,推出视觉语言动作模型。

实现了感知、规划与执行一体化,打通了端到端的链路。

优势也不言而喻,比如减少了中间环节,提高了效率和响应速度;但瓶颈也同样显著。

端到端模型的缺点是:训练数据海量、消耗资源巨大、存在黑箱效应,机器人执行实时性差。

(图源:RT-2模型闭环控制流程)

训练方法

具身智能的训练方法可分为模仿学习强化学习两种路线。

  • 模仿学习(Imitation Learning):模仿学习是一种通过观察专家演示行为来学习执行任务的方法。

    ‍即:智能体通过观察和模仿专家(经验丰富的人类操作者或具有高级性能的系统,也就是示范数据)的行为来学习如何在类似的情境下完成任务。

  • **优势:**可以快速学习专家策略,无需复杂的探索过程。适用性强,适合试错代价高的任务,比如手术机器人、工业自动化等。

  • **劣势:**学习到的行为策略受限于专家数据,对于未见过的情况泛化能力较差。且通常需要大量的高质量专家演示数据。

EgoMimic: Scaling Imitation Learning via Egocentric Video

  • 强化学习(Reinforcement Learning)**:**强化学习是一种通过智能体与环境交互来学习最优策略的方法。

    即:智能体会根据自身的动作收到正负奖励信号,逐步优化自己的行为以最大化累计奖励。

  • **优势:**能够通过探索环境学习未知的策略;可以处理高度不确定和动态变化的环境。具备较强的泛化能力,能适应多样化的应用场景。

  • **劣势:**需要大量的探索和试错,学习效率低下;对于复杂任务,设计合适的奖励函数难度较高。训练过程中不易保证稳定性,且复杂环境中计算负担较大。

Towards Human-Level Bimanual Dexterous Manipulation with Reinforcement Learning

无论是精细分层的决策模型,还是简洁高效的端到端模型,亦或是模仿与强化两种学习路线,都各有利弊千秋,但也都为具身智能的加速发展筑牢了根基。

而在大模型 Scaling Law 的指引下,具身智能的前行方向已悄然转向【数据】领域。

下一城,数据之战!

四、死循环?数据与商业化难关

小模型时代算法的数量和质量对于机器人至关重要。它们往往通过知识蒸馏等技术从大模型中学习,从而在保持性能的同时能减少计算成本。 ‍

然而大模型的 Scaling Law 表明通过增加数据量、并延长训练周期,可以实现模型性能的持续提升,数据重要性凸显

随着数据量的增加,也面临着数据处理的挑战,包括数据噪音、过拟合风险以及高昂的计算成本。

那么,【获取数据】的关键又在于什么?

(图源:朱纯松-浅谈人工智能:现状、任务、架构与统一)

具身智能获取数据的关键,在于【实现商业化落地】

因为与传统的机器学习模型不同,具身智能需要在真实世界中与环境交互,以学习和适应复杂多变的实际情况。

所以,通过商业化落地,让机器人可以在真实的使用场景中收集数据,对于训练模型至关重要。

目前,具身智能的商业化路径主要有:通用场景软硬结合、软件路径、垂直领域软硬结合等。

(图源:慧博智能投研)

通用技术路径:

通用技术路线的核心是采用通用的硬件(如机器人本体、传感器)和智能软件(如深度学习模型、决策算法)来应对各种使用场景。

但是需要开发可重构的硬件,可通用的软件,确保它们能够在各种硬件上快速适应无缝运行。

1X、Figure 以及特斯拉均采用该种路径。

  • 纯软件路径:

纯软件路径则主要是向硬件厂商或综合型厂商提供 API 、SDK等,以实现跨硬件平台的无缝兼容,而无需改变硬件结构。

无论是精密的人形机器人、高效的轮式机器人,还是灵活的无人机,都能够共享同一套软件架构上。

如九号机器人推出与英伟达共同开发的自主机器人平台 Nova Cater AMR。

(图源:慧博智能投研)

  • 垂直领域软硬结合:

垂直领域软硬结合,则是指专注于特定行业或应用场景(如工业制造、医疗健康、家庭服务等),能够快速解决行业痛点,提供定制化服务,更容易获得市场认可。

垂直领域的解决方案往往能更快地实现商业化,因为它们直接针对已知的市场需求,减少了市场教育的时间和成本。

如海康机器人、微亿智造等。‍‍‍

具身智能在商业化探索中紧握数据这把 “利刃”。

但这仅仅是个开始,在大模型与人形机器人产业蓬勃发展的大背景下,它已将目光投向远方,实现自我进化,才能大步迈向智能领域的全新高地。


五、未来目标,自我进化

在大模型加持下具身智能进展迅速,人形机器人落地有望加速

马斯克预计人形机器人未来能够突破百万台的出货量,并且单价有望下降至 2 万美元以下,打开未来市场的想象空间。

根据中商产业研究院预测,2030 年我国人形机器人市场规模有望达到 8700亿元,23-30 年年均复合增长率达 30%。

此外,具身智能的自适应学习能力也将得到显著提升。

这意味着具身智能不****再局限于预设的算法和规则,而是能够基于自身经验和环境反馈进行自我进化

结语:

具身智能的崛起,打破了人工智能长久以来**「被禁锢于虚拟数字世界的枷锁」**,即使有强大的运算与分析能力,却难以对现实世界产生直接影响。

具身智能的出现,赋予了其实体 “肉身”

但谈及具身智能未来的发展,关于它的争议从未停止。正如我们公众号反复提及,身处行业内,我们和大家一起见证它到底是泡沫还是又一场热浪。

六、如何学习AI大模型?

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这是一份大模型从零基础到进阶的学习路线大纲全览,小伙伴们记得点个收藏!


第一阶段:从大模型系统设计入手,讲解大模型的主要方法;

第二阶段:在通过大模型提示词工程从Prompts角度入手更好发挥模型的作用;

第三阶段:大模型平台应用开发借助阿里云PAI平台构建电商领域虚拟试衣系统;

第四阶段:大模型知识库应用开发以LangChain框架为例,构建物流行业咨询智能问答系统;

第五阶段:大模型微调开发借助以大健康、新零售、新媒体领域构建适合当前领域大模型;

第六阶段:以SD多模态大模型为主,搭建了文生图小程序案例;

第七阶段:以大模型平台应用与开发为主,通过星火大模型,文心大模型等成熟大模型构建大模型行业应用。

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👉学会后的收获:👈

• 基于大模型全栈工程实现(前端、后端、产品经理、设计、数据分析等),通过这门课可获得不同能力;

• 能够利用大模型解决相关实际项目需求: 大数据时代,越来越多的企业和机构需要处理海量数据,利用大模型技术可以更好地处理这些数据,提高数据分析和决策的准确性。因此,掌握大模型应用开发技能,可以让程序员更好地应对实际项目需求;

• 基于大模型和企业数据AI应用开发,实现大模型理论、掌握GPU算力、硬件、LangChain开发框架和项目实战技能, 学会Fine-tuning垂直训练大模型(数据准备、数据蒸馏、大模型部署)一站式掌握;

• 能够完成时下热门大模型垂直领域模型训练能力,提高程序员的编码能力: 大模型应用开发需要掌握机器学习算法、深度学习框架等技术,这些技术的掌握可以提高程序员的编码能力和分析能力,让程序员更加熟练地编写高质量的代码。

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