超越大型語言模型:為什麼具身人工智慧是科技的下一個前沿領域
具身人工智慧將基礎模型從文字轉化為實際動作。了解為什麼機器人技術、超大型陣列、模擬和安全技術使其成為科技的下一個前沿領域。
簡而言之:具身人工智慧正在成為下一個重要的前沿領域,因為它將基礎模型智慧擴展到生成文字、圖像或程式碼之外,形成一個感知、推理、行動以及從物理後果中學習的閉環。大型語言模型在這個閉環中仍然至關重要,但機器人或自主機器還需要空間理解、即時控制、記憶、感測器、執行器、安全系統以及足夠的物理世界數據,才能將有效的計劃轉化為可靠的運動。
這種區別至關重要。語言模型可以解釋如何拿起一個易碎的玻璃杯。而具身系統則必須找到玻璃杯,估計它的位置和方向,選擇安全的抓握方式,在不碰到附近物體的情況下移動,調節力度,察覺玻璃杯是否滑落,並在玻璃破碎前恢復抓握。智能的評判標準不再只是答案聽起來是否正確,而是實際發生的事情。
現代具身人工智慧系統通常基於與低階模型 (LLM) 相同的基礎模型概念:廣泛的預訓練、多模態輸入、遷移學習和指令追蹤。差別在於輸出。具身模型不再侷限於文字標記,而是可以產生機器人動作、軌跡、路徑點、抓取姿態或用於底層控制器的指令。
一個重要的架構是視覺-語言-動作模型(VLA)。 VLA 將視覺觀察和語言指令與動作策略結合,使機器能夠將所見所聞和人的要求轉化為實際的物理行為。 Google DeepMind 早期的RT-2 研究透過調整視覺-語言模型來預測機器人動作,驗證了這個理念。更新的系統則將這一概念應用於更長的任務、全身運動、局部推理以及跨機器人遷移等領域。
| 能力 | 典型的LLM或數位代理 | 具身人工智慧系統 | 為什麼這種差異很重要 |
|---|---|---|---|
| 輸入 | 文字、圖像、音訊、檔案、軟體狀態 | 這些輸入加上相機、深度、力量、本體感覺、位置和其他感測器 | 系統必須估算目前實際發生的物理情況。 |
| 輸出 | 文字、程式碼、API呼叫、數字操作 | 運動指令、軌跡、抓握、導航、工具使用 | 錯誤可能造成經濟損失和安全後果。 |
| 回饋 | 通常是數位化和離散的 | 連續閉環 | 機器必須能夠偵測滑移、障礙物、接觸和任務進度。 |
| 定時 | 對於許多任務來說,幾秒鐘的完成時間是可以接受的。 | 某些控制迴路需要更快的反應速度。 | 延遲會直接影響穩定性和靈巧性。 |
| 評估 | 答案品質、任務完成情況、軟體端指標 | 成功率、安全性、精確度、恢復率、週期時間、磨損和能量 | 如果機器人無法可靠地執行計劃,那麼再合理的計劃也無濟於事。 |
機器人技術歷來依賴高度工程化、針對特定任務的系統。這種方法在固定的生產單元中非常有效,但當物件、指令、佈局或工作流程頻繁變更時,成本就會變得非常高昂。基礎模型提供了一種不同的方法:只需學習一次通用表示,然後將其應用於多種任務。
此研究趨勢在多個獨立項目中均有體現。物理智慧公司於2024年發布的π0通用策略,將預先訓練的視覺語言模型與機器人資料和連續動作生成結合。團隊報告稱,他們在八種機器人配置下進行了訓練,並產生了頻率高達50赫茲的運動指令,用於靈巧操作。關鍵不在於某個模型已經解決了通用機器人問題;事實並非如此。關鍵在於,現在可以將從廣泛的視覺語言資料中學習到的語義知識與動作策略聯繫起來,而無需從頭開始為每項技能重建。
具身人工智慧面臨與邏輯邏輯模型(LLM)截然不同的資料難題。公共網路包含大量的文字和圖像,但並非每個機器都擁有數十億個清晰的機器人關節、受力、故障和成功操作軌跡的範例。
Open X-Embodiment等計畫旨在匯集不同機構和平台的機器人經驗。最初的研究收集了 22 個不同機器人的數據,並展示了數百種技能,其實驗目標是學習能夠從其他機器人身上汲取經驗的策略。這是一個至關重要的方向:如果知識能夠在不同的機器人之間遷移,那麼開發者針對每個新平台可能需要的資料量就會大大減少。
實際的物理任務具有不同的時間尺度。 「清理這片區域」是一個高層次的目標。決定接下來要抓取什麼是規劃問題。用機械手臂夾住物體而不壓碎或掉落則是控制問題。試圖將這三者強行塞進一個模型中,會使系統更難驗證和調整。
目前的研究正日益將這些角色區分開來。 GoogleDeepMind的Gemini Robotics ER 2被描述為一個高階具身推理模型,它負責規劃多步驟任務,並將運動執行指令下放給低階的虛擬邏輯架構(VLA)。 2026年7月,DeepMind也發布了Gemini Robotics 2,並在研究演示中展示了其全身人形機器人控制、靈巧操作、本地設備操作以及多機器人協作能力。
這些都是廠商公佈的研究結果,並非通用人形機器人已準備好全面部署的證據。但這種架構頗具啟發性:規劃器可以在較慢的語意層面進行推理,而專門的策略和傳統控制器則負責快速的物理執行。
機器人資料採集成本高昂,因為採集資料需要硬體、操作人員、維護、場地,以及從失敗的試驗中恢復。模擬技術能夠產生額外的經驗,並在實際使用設備之前測試相關策略,從而起到輔助作用。 NVIDIA於 2025 年 12 月發布的GR00T N1.6是一個面向通用人形機器人的開放基礎模型,NVIDIA 已在模擬和真實機器人平台上對其進行了評估。 NVIDIA 更廣泛的機器人技術堆疊也強調使用模擬和合成軌跡來補充稀缺的真實世界資料。
然而,仿真並不能完全取代現實。摩擦、光照、可變形材料、感測器雜訊、反沖、磨損以及人為因素都可能造成「模擬與現實」之間的差距。一個實用的系統仍然需要在實際運作環境中進行驗證。
近期最佳的應用場景未必是最像人類的機器人。這些任務的物理變異性很高,以至於傳統的自動化成本過高,但環境仍然足夠封閉,以便於測試和管理風險。
| 用例 | 為什麼具身人工智慧可能有所幫助 | 使其更合適的條件 |
|---|---|---|
| 靈活的倉儲處理 | 與固定機器人單元相比,物體、料箱和訂單的變化範圍更大。 | 已知工作空間、可重複的物件族、可衡量的拾取成功率、安全的備用流程 |
| 工廠管理與換型 | 一項通用策略可能會減少小批量變異的重新編程。 | 清晰的機器介面、受限的運動、強大的防護裝置或協作安全設計 |
| 檢查和維護協助 | 多模態推理可以將機器人看到的景象與操作流程和感測器讀數連結起來。 | 高價值檢查、受控存取、高風險行為的人工審批 |
| 實驗室自動化 | 機器人能夠將感知與操作結合,適應不斷變化的實驗環境。 | 標準化的工具、精確的校準、完善的異常處理 |
| 家庭和一般服務任務 | 潛在的任務種類繁多 | 時至今日,這個問題依然存在,因為住宅結構鬆散、安全至關重要,而且充滿了各種罕見的極端情況。 |
一個有用的原則是:如果任務完全在螢幕上完成,那麼具身人工智慧可能就沒有必要。配備工具的軟體代理或邏輯邏輯模型通常更便宜、更容易更新、也更容易控制。只有當業務問題涉及無法簡化為一系列固定確定性動作的體力勞動時,具身人工智慧才具有價值。
機器人示範之所以令人印象深刻,是因為它們至少能展示一次高難度操作。而生產工程則提出了一個更難的問題:在數千次循環中,在光照變化、物體差異、部分遮蔽、機械手臂磨損、網路中斷以及人員進入工作區域等情況下,系統成功的機率是多少?
這種差距解釋了為什麼應該使用運行指標(而不僅僅是基準分數)來評估具身人工智慧。團隊應該衡量任務成功率、幹預率、恢復成功率、碰撞或險些碰撞率、週期時間、停機時間、校準漂移以及故障成本。 90% 的成功率對於研究而言可能非常出色,但如果剩餘的 10% 導致下游作業中斷,那麼對於生產線而言則是不可接受的。
一旦人工智慧系統能夠操控硬件,安全就不能只依賴模型的通用推理能力。實際部署需要多層控制:速度和力限制、保護區、緊急停止、碰撞規避、確定性底層控制器、安全狀態轉換、人工幹預、日誌記錄以及與應用相符的風險評估。
對於工業機器人,ISO 10218-1:2025涵蓋了工業機器人的安全要求,而ISO 10218-2:2025則涉及工業機器人應用和單元的整合。這些標準並未涵蓋所有具身人工智慧應用情境——服務機器人和消費環境的適用範圍各不相同——因此,各組織需要確定實際適用於其產品和管轄範圍的標準和法規。
混合架構之所以具有吸引力,原因之一在於:高階模型可以提出目標和計劃,而經過認證或嚴格約束的子系統可以強制執行生成模型無法凌駕的運動限制和安全規則。
在購買人形機器人或啟動VLA研究計畫之前,請先問問自己,這項任務是否具有足夠的經濟和技術結構來證明其可行性。一個有前景的候選方案通常對以下大多數問題的答案是「是」:
如果上述幾個條件都不成立,那麼更簡單的自動化方案可能更適合。固定式機器人、機器視覺加規則、數位代理或人機協同工作流程,在成本和可靠性方面都可能優於雄心勃勃的具身人工智慧系統。
截至2026年9月,最有力的轉變證據並非來自單一的人形機器人或單一的基準測試,而是過去各自獨立開發的幾項能力的融合:語言條件規劃、強大的視覺表徵、跨具身機器人策略、合成數據管道、設備端推理以及專門用於物理推理的基礎模型。
DeepMind 於 2025 年發布的Gemini Robotics 1.5描述了一種智能體架構,該架構將高級具身推理與虛擬邏輯架構 (VLA) 相結合,用於執行多步驟物理任務。其 2026 年的後續版本將此方向擴展到全身控制和多機器人操作。 NVIDIA 的 GR00T 系列展示了圍繞開放式人形機器人基礎模型的平行研究。物理智慧領域正在探索能夠跨多個平台學習靈巧行為的通用機器人策略。 OpenVLA 等開源專案使得研究人員更容易檢查和改進核心 VLA 方法。
以上種種並不能證明通用機器人會像聊天機器人一樣快速普及。實體系統面臨軟體產品所沒有的製造成本、電池續航力限制、執行器磨損、維護、安全認證和資料收集等方面的限制。雖然用LLM熱潮來類比有助於理解基礎模型策略,但不應以此為依據假設通用機器人的普及曲線與聊天機器人相同。
最可行的路徑並非用機器人突然取代語言學習模式(LLM)。而是一個架構,其中語言和多模態基礎模型成為更廣泛的物理智慧系統的一個層級。高層模型將解讀意圖、檢索知識、進行規劃和解釋。視覺-語言-動作策略將目標轉化為具身技能。經典控制和專用安全系統將穩定運動並強制執行硬性限制。仿真和真實世界數據將持續改進策略。
這種組合可以讓機器人比傳統自動化系統更具適應性,而無需假裝僅靠機率模型就足夠了。最先受益的公司很可能是那些選擇受限但有價值的任務,並對其進行充分的監控,嚴格衡量故障,並保留安全備用方案的公司。
總而言之:具身人工智慧之所以引人注目,是因為它將智慧轉化為可追溯的實體行動。法學碩士(LLM)教會機器大規模地操縱符號;具身人工智慧則探究這種知識能否經得起與現實世界的接觸。答案越來越傾向於「有時可以」——而如何將這種「有時可以」轉化為「可靠、安全且經濟地」才是關鍵所在。
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