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具身智能:从科幻到现实的进化之路——噱头还是未来方向?
星野牧心

一、具身智能:AI 从虚拟到实体的破茧

1.1 当 AI 拥有 “身体”

在科技飞速发展的今天,具身智能(Embodied Intelligence)正逐渐走进大众视野,成为人工智能领域的热门话题。具身智能,简单来说,就是让人工智能拥有一个 “身体”,通过这个身体与周围环境进行交互,从而实现更高级的智能行为。

从学术角度来看,具身智能是人工智能与机器人学的交叉领域,强调智能体通过物理身体与环境的动态交互实现自主学习 。其核心在于将感知、决策与行动深度融合,使机器具备类人化的环境适应能力。

以特斯拉 Optimus 机器人为例,它配备了多种先进的传感器,如摄像头、触觉传感器等,能够实时感知周围环境的信息。当它在仓库中执行分拣任务时,通过视觉传感器识别货物的形状、颜色和位置,结合大模型进行路径规划和动作决策,然后利用机械臂精准地抓取货物并放置到指定位置。整个过程中,Optimus 机器人就像是一个拥有智能的 “工人”,通过身体与环境的交互,自主完成复杂的任务,这就是具身智能的典型应用场景。

1.2 从 “机械臂” 到 “智能体”

具身智能的发展并非一蹴而就,而是经历了漫长的技术演进过程。早期的工业机器人,如常见的机械臂,主要依赖预设程序完成固定任务。它们就像是被设定好程序的 “木偶”,只能按照预先编写的指令进行重复性操作,缺乏灵活性和智能性。

随着人工智能技术的不断发展,特别是大模型的出现,具身智能迎来了重大突破。大模型为机器人赋予了强大的认知和学习能力,使其能够从大量的数据中学习知识和技能,实现任务的泛化。例如,Google 的 RT - 2 模型,通过端到端的训练,使机器人能够理解自然语言指令,如 “将红色杯子放入洗碗机”,并根据指令自主规划动作,完成任务。这意味着机器人不再局限于固定的程序,而是能够像人类一样,根据具体的任务和环境进行灵活的决策和行动。

2025 年,北京发布的 “慧思开物” 平台,更是具身智能发展的一个重要里程碑。该平台首次实现单个软件系统兼容人形机器人与机械臂,为具身智能产业的发展提供了强大的支撑。它打破了以往机器人应用开发中基于单一场景单一任务做专项开发的模式,实现了从任务理解到执行的全流程智能化,具备处理多场景复杂任务的泛化能力。这一平台的出现,标志着具身智能从单点突破迈向了生态协同的新阶段,为未来具身智能的广泛应用奠定了坚实的基础。

二、核心技术:构建智能体的 “感官” 与 “神经”

2.1 感知层:多模态融合的 “五感” 升级

身智能的实现离不开多维度的感知技术,这就如同人类通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉来感知世界一样,智能体也需要通过各种传感器来获取周围环境的信息。在具身智能中,视觉、力触觉、语音等感知技术的融合,为智能体赋予了更加丰富和准确的感知能力。

视觉感知是具身智能中最为重要的感知方式之一,它就像是智能体的 “眼睛”,能够让智能体获取周围环境的图像信息。以宇树科技研发的类脑视觉传感器为例,它采用了先进的图像识别技术,能够快速准确地识别物体的形状、颜色、位置等信息。这种传感器结合了六维力反馈系统,使机器人在操作过程中能够实时感知力的大小和方向,从而实现更加精准的控制。在精密装配任务中,机器人可以通过类脑视觉传感器识别零部件的位置和姿态,利用六维力反馈系统精确控制机械臂的运动,完成 0.1 毫米级的精密装配,这一精度甚至超过了人类的操作能力。

力触觉感知则为智能体提供了与物体接触时的力和触觉信息,让智能体能够感受到物体的质地、硬度、表面粗糙度等特征,就像人类的触觉一样。腾讯 Robotics X 实验室开发的五指灵巧手,在指尖、指腹和掌面均覆盖了自研的高灵敏度柔性触觉传感器阵列,掌心处还安装有微型激光雷达和接近传感器,每一个关节均集成了角度传感器。这些传感器的协同工作,使得灵巧手能够实现 2048 级压力感知,可稳定抓取鸡蛋等易碎物品。当灵巧手抓取鸡蛋时,触觉传感器能够实时感知鸡蛋的表面压力,避免因用力过大而捏碎鸡蛋,同时激光雷达和接近传感器可以帮助灵巧手准确地定位鸡蛋的位置,确保抓取的准确性。

语音感知也是具身智能中不可或缺的一部分,它使智能体能够理解人类的语言指令,实现更加自然的人机交互。通过语音识别技术,智能体可以将人类的语音转化为文本信息,再通过自然语言处理技术理解指令的含义,并做出相应的决策和行动。例如,在智能家居系统中,用户可以通过语音指令控制智能机器人完成各种任务,如打扫卫生、开关电器等,这大大提高了家居生活的便利性和智能化程度。

2.2 决策层:大模型与具身模型的协同进化

在具身智能中,决策层就像是智能体的 “大脑”,负责根据感知层获取的信息做出决策,控制智能体的行动。随着技术的发展,分层决策架构成为了主流方案,这种架构将决策过程分为多个层次,每个层次负责不同的任务,从而实现更加高效和智能的决策。

上层大模型在决策层中扮演着重要的角色,它就像是智能体的 “智慧中枢”,拥有强大的语言理解和推理能力,能够对复杂的任务进行深入分析和理解。以 GPT-4o 为例,它能够解析自然语言指令,理解用户的意图和任务要求。当用户发出 “将桌子上的文件整理到文件夹中” 的指令时,GPT-4o 可以快速理解指令的含义,并将其转化为具体的任务规划。

中层具身模型则专注于处理智能体与环境的交互,负责根据上层大模型的任务规划,结合感知层获取的环境信息,规划智能体的运动轨迹和动作。例如,在机械臂执行任务时,具身模型会根据物体的位置、形状以及周围环境的情况,规划出机械臂的最佳运动路径,确保机械臂能够准确地抓取物体并完成任务。同时,具身模型还能够实时根据环境的变化调整运动轨迹,避免与障碍物发生碰撞。

底层控制算法则是决策层的 “执行者”,它负责将中层具身模型规划的运动轨迹转化为具体的控制信号,驱动智能体的执行机构完成动作。底层控制算法需要具备高精度和实时性,以确保智能体能够准确、快速地执行任务。例如,在机器人行走时,底层控制算法会根据具身模型规划的运动轨迹,精确控制机器人的电机转速和扭矩,使机器人能够稳定地行走。

这种分层决策架构既保留了大模型强大的推理能力,又解决了实时性与能耗问题。大模型可以在离线状态下进行大规模的训练和学习,不断提升其语言理解和推理能力;而中层具身模型和底层控制算法则在实时运行时,根据具体的任务和环境进行快速决策和控制,确保智能体的高效运行。通过大模型与具身模型的协同进化,具身智能的决策能力得到了极大的提升,使其能够完成更加复杂和多样化的任务 。

三、应用场景:从工厂到家庭的全面渗透

3.1 工业领域:效率革命的 “智能蓝领”

具身智能在工业领域的应用,正掀起一场效率革命,为制造业带来了前所未有的变革。在深圳的某物流中心,具身智能机器人的引入成为了提高分拣效率的关键。这些机器人配备了先进的视觉感知系统和灵活的机械臂,能够快速准确地识别包裹,并将其分拣到指定的位置。

引入具身智能机器人后,该物流中心的分拣效率得到了显著提升,相比传统的人工分拣方式,效率提升了 30%。单台设备在 24 小时内可处理 2 万件包裹,大大缩短了包裹的处理时间,提高了物流的时效性。而且,机器人的分拣准确率高达 99% 以上,几乎消除了人为因素导致的错误,减少了货物的损坏和丢失。

在汽车制造领域,具身智能同样发挥着重要作用。以蔚来汽车工厂为例,通过具身智能系统,机器人能够实现车身部件的精准抓取和装配。在车身焊接环节,机器人利用先进的视觉识别技术,准确地定位焊接点,然后通过高精度的机械臂进行焊接操作。这使得车身焊接的精度和质量得到了极大的提升,生产节拍缩短至 45 秒 / 台,良品率达到了 99.8%。同时,具身智能系统还能够实时监测生产过程中的数据,对生产设备进行智能维护和管理,提前预警设备故障,降低了设备停机时间,提高了生产的稳定性和可靠性。

3.2 民生领域:人机共生的 “智能伙伴”

具身智能在民生领域的应用,正逐渐改变着人们的生活方式,为人们带来更加便捷、舒适和安全的生活体验。在养老领域,具身智能机器人成为了老年人的贴心伙伴。在北京的某养老院,部署了一批陪伴机器人,这些机器人不仅能够陪伴老人聊天、下棋、唱歌等,还具备健康监测功能。它们可以实时监测老人的心率、血压、睡眠等生理指标,并将数据上传至云端。一旦发现老人的身体指标异常,机器人会立即发出警报,并通知医护人员进行处理。同时,机器人还可以根据老人的健康状况,提供个性化的健康建议和康复训练方案,帮助老人保持健康的生活状态。

在出行领域,具身智能技术也为自动驾驶的发展带来了新的突破。小鹏汽车计划将具身智能技术融入自动驾驶系统,实现 “车路云” 协同。通过车辆自身的传感器、路边的基础设施以及云端的大数据分析,车辆能够更加准确地感知周围的环境信息,做出更加智能的决策。未来,车辆可以根据实时路况和电量信息,自主规划充电路径,并完成自动泊车等操作。这将大大提高驾驶的安全性和便利性,减少交通事故的发生,缓解城市交通拥堵。

四、争议与挑战:理想与现实的碰撞

4.1 技术瓶颈:从 “演示” 到 “量产” 的鸿沟

尽管具身智能在技术上取得了显著进展,但从实验室的演示成果到大规模的量产应用,仍面临着诸多技术瓶颈。其中,成本问题是阻碍具身智能机器人大规模普及的首要难题。当前,人形机器人的制造成本普遍高达百万级,这使得其在市场上的推广受到了极大的限制。以波士顿动力的 Atlas 机器人为例,其制造成本预估达到 200 万美元,高昂的价格使得大多数企业和个人望而却步。

核心零部件的技术短板也是具身智能发展的一大障碍。高精度减速器作为机器人的核心零部件之一,其性能直接影响着机器人的运动精度和稳定性。然而,目前我国在高精度减速器领域仍依赖进口,这不仅增加了机器人的制造成本,也限制了我国具身智能产业的自主发展能力。例如,在一些高端工业机器人中,日本哈默纳科的谐波减速器占据了主导地位,其高精度、高可靠性的特点使得国内企业难以在短期内实现替代。

大模型向物理世界的迁移也面临着诸多挑战。腾讯首席科学家张正友指出,大模型在面对物理世界的动态环境时,难以快速适应环境的变化,实现实时的决策和行动。在复杂的户外环境中,机器人可能会遇到各种突发情况,如天气变化、地形复杂等,此时大模型的决策能力可能会受到限制,导致机器人无法准确地执行任务。此外,大模型在多任务分解和世界模型抽象化方面也存在不足,难以将复杂的任务分解为简单的子任务,并对物理世界的各种现象进行有效的抽象和理解。

4.2 伦理困境:人机关系的重构

随着具身智能技术的不断发展,人机关系的伦理问题逐渐成为人们关注的焦点。当具身智能机器人逐渐渗透到家庭、医疗、教育等民生领域,隐私泄露、情感替代等问题引发了广泛的讨论。在家庭场景中,智能机器人可能会收集用户的大量隐私信息,如家庭成员的生活习惯、健康状况等,如果这些信息被泄露,将对用户的隐私安全造成严重威胁。同时,一些人担心,长期与智能机器人相处,可能会导致人与人之间情感交流的减少,甚至出现情感替代的现象,影响人类社会的情感纽带和人际关系。

为了应对这些伦理挑战,国际社会和国内专家都在积极探索解决方案。欧盟发布的《人工智能法案》中,对具身机器人的身份标注和拟人化程度做出了明确规定,要求具身机器人必须明确标注身份,避免过度拟人化,以防止用户对机器人产生过度依赖和情感混淆。国内专家建议建立 “人机协作伦理委员会”,由多学科领域的专家组成,共同制定机器人在不同场景下的行为规范和伦理准则。在医疗领域,伦理委员会可以制定机器人在医疗护理中的操作规范,确保机器人的行为符合医疗伦理和患者的利益;在教育领域,可以制定机器人辅助教学的伦理准则,保障学生的身心健康和教育质量 。

五、未来展望:智能体的星辰大海

5.1 政策驱动:万亿级产业的崛起

2025 年,具身智能迎来了政策层面的重大利好,《政府工作报告》明确将其列为未来产业重点,这一举措犹如一颗重磅炸弹,在科技领域引发了强烈的反响。具身智能被纳入国家战略规划,意味着政府对其发展的高度重视,也为整个产业注入了强大的发展动力。

北京、深圳等地迅速响应,纷纷出台专项计划,全力推动具身智能产业的发展。北京设立了 1000 亿元政府投资基金,计划到 2027 年培育 50 家核心企业、量产 50 款产品,并在工业、养老等领域实现规模化应用。这一计划不仅为具身智能企业提供了充足的资金支持,还为产业的发展指明了方向,促进了产业的集聚和创新。深圳则提出 2025 - 2027 年《具身智能机器人技术创新与产业发展行动计划》,聚焦全链条技术研发,目标到 2027 年形成千亿级产业集群。通过政策引导和资源整合,深圳有望打造成为具身智能产业的创新高地,推动产业的快速发展。

资本也敏锐地捕捉到了具身智能产业的巨大潜力,加速涌入这一领域。据高工产研储能研究所不完全统计,2025年前 2 个月,国内具身智能机器人领域共发生 27 起投融资事件,融资规模达到 44.5 亿元,仅两个月的时间,融资规模已接近 2024 年全年的总量。逐际动力、西湖机器人等企业获得了亿元级投资,这些资金将用于技术研发、产品创新和市场拓展,进一步推动具身智能产业的发展。众多投资机构的青睐,也表明市场对具身智能产业的前景充满信心,为产业的发展提供了有力的资金保障 。

5.2 技术突破:从 “工具” 到 “伙伴” 的质变

在技术突破方面,固态电池技术的发展为具身智能机器人的续航问题提供了新的解决方案。目前,人形机器人的续航时间普遍较短,成为其大规模应用的一大障碍。而固态电池具有更高的能量密度和安全性,能够显著提升机器人的续航能力。据相关研究表明,采用固态电池技术的机器人,续航能力可提升 50%,这将大大拓展机器人的应用场景,使其能够在更广泛的领域发挥作用。例如,在物流配送领域,续航能力的提升意味着机器人可以完成更长距离的配送任务,提高配送效率;在工业生产中,机器人可以持续工作更长时间,减少停机时间,提高生产效率。

脑机接口技术的发展也为具身智能带来了新的突破,实现了从 “工具” 到 “伙伴” 的质变。通过脑机接口,残疾人可以直接通过神经信号控制机械臂,实现自主进食、抓取物品等动作,这为残疾人的生活带来了极大的便利,也体现了具身智能在改善人类生活质量方面的巨大潜力。清华大学团队研发的 “天工” 机器人更是在技术上取得了重大突破,它已掌握奔跑、攀爬等 200 + 技能,具备出色的环境适应能力。在未来的救灾场景中,“天工” 机器人可以凭借其强大的技能和适应能力,深入危险区域,执行救援任务,为救援工作提供有力的支持,减少人员伤亡和财产损失。

结语:具身智能的终极命题

具身智能不是简单的技术叠加,而是人工智能从 “辅助决策” 到 “自主行动” 的范式革命。当机器人能自主完成全屋清洁、参与医疗手术,甚至成为人类的 “数字伴侣”,我们面临的不仅是生产力的提升,更是对 “智能” 本质的重新思考。这场革命没有回头路,唯有突破技术与伦理的双重边界,才能真正开启人机共生的新纪元。

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