具身智能:打通通用人工智能之路的技术与理论总览

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具身智能:打通通用人工智能之路的技术与理论总览——Jinhao Jiang 等《Embodied Intelligence: The Key to Unblocking Generalized Artificial Intelligence》精读笔记

说明:本文基于 arXiv 论文 Embodied Intelligence: The Key to Unblocking Generalized Artificial Intelligence 进行二创,重点抽取和重组文中的理论脉络、技术框架和关键观点,并结合 DeepMind 提出的 AGI 六大原则做结构化梳理。(arXiv)


1. 引言:为什么“具身”会成为 AGI 的关键路径

如果从 AGI 这个终极目标往回看今天的 AI 技术版图,就会发现一个显眼的断层:大多数成功的系统要么停留在“互联网 AI”的数据闭环里,只对离线图文音数据做模式识别,要么虽然接触真实世界,却缺乏统一的学习与决策框架,难以跨任务、跨场景迁移。Jiang 等人的这篇《Embodied Intelligence: The Key to Unblocking Generalized Artificial Intelligence》就是在这样一个背景下出现的,他们试图回答一个核心问题:如果 AGI 真要落地在可以行动的实体上,那么“具身智能”到底应当长成什么样,它与 AGI 的关系究竟是松散的“应用方向”,还是通向 AGI 的主干路径?(arXiv)

论文首先给出了一个比较“工程化”的具身智能定义:智能体通过实体身体与环境持续交互,在感知—决策—行动—反馈的闭环中学习、适应和进化。这和传统符号派、纯大模型派的最大区别,在于把“环境交互”和“物理载体”放到了智能定义的中心位置,不再把它们当成附加模块或后期接口。然后作者把 AGI 评估的参考系直接对齐到 DeepMind 2023 年提出的《Levels of AGI》框架,从中抽取六条原则,用来分析具身系统的价值:关注能力而非机制、平衡通用性和性能、强调认知与元认知任务、看重潜力而不是当前部署、强调生态有效性、关注通往 AGI 的路径而非单一终点。(arXiv)

在这个坐标系下,具身智能被明确地当作“通往 AGI 的核心路由”:一方面,它通过物理交互提供了高维且结构丰富的学习信号,使智能体有机会在真实世界中持续校准自己的内部模型;另一方面,它逼迫我们重新设计整个 AI 系统的体系架构,从“离线推理模型”转向“在线适应体”,从而在系统层面满足 AGI 所需的通用性、生态有效性和长时演化能力。论文的主线结构也由此展开:先回顾 AGI 与具身智能的概念演化,再讨论具身系统的技术架构(模块化 vs 端到端),随后在“感知—决策—行动—反馈”四大模块上做细致拆解,最后在 AGI 六大原则的视角下重新串联这些模块,并指出若干关键挑战与未来研究方向。(arXiv)


2. 具身智能的概念演化与理论根基

2.1 从 AGI 概念到“屡战屡败”的早期尝试

要理解具身智能为什么会被放到 AGI 路线图的中心,得先回到 AGI 概念提出的历史语境。论文指出,自 20 世纪中期以来,“像人一样在多任务、多领域中保持高水平表现”的通用智能一直是 AI 研究的终极目标,只是早期的尝试几乎全部集中在符号推理和逻辑演绎上,从 General Problem Solver 到第五代计算机计划,再到 DARPA 的多个大项目,本质上都是希望依靠规则系统和搜索算法构建一个“通用问题求解器”。(arXiv)

然而,这条路在现实世界面前一路被打回原形。符号系统在完美封闭的小任务环境里确实能表现得极其“聪明”,但一旦进入开放世界,就会暴露出三个根本性缺陷:其一,知识获取与维护成本几乎不可控,规则库规模一旦上去,冲突和例外就会成指数级爆炸;其二,系统没有真实传感器,只能在由人类预先定义的抽象符号空间里运算,完全缺乏对世界细节的直接感知;其三,缺乏持续学习的机制,一旦部署之后,很难像人类那样通过日常体验更新认知结构。Jiang 等人认为,这些失败案例共同指向一个事实:脱离身体和环境的“聪明大脑”很难真正发展出通用智能。(arXiv)

2.2 从窄人工智能到通用智能:ANI 与 AGI 的分裂

随着 21 世纪深度学习和大规模数据驱动方法的爆发,AI 的研究重心从“通用推理机”转向了“窄任务超级专家”。Ray Kurzweil 在 2005 年提出 “narrow AI(ANI)” 概念,用来区分只在特定任务上表现优异的系统与真正意义上的 AGI。论文中对这两类系统做了一个简单但很有代表性的对比,总结成如下表格(对应原文 Table 1):(arXiv)

表 1 通用人工智能(AGI)与窄人工智能(ANI)的核心差异(根据原文 Table 1 改写)

维度AGI(通用人工智能)ANI(窄人工智能)
主要目标具有人类级别甚至更高的综合智能在特定场景中高效解决某一类问题
任务处理能力可在多任务、多领域间迁移与复用聚焦单一或少数任务,缺乏跨域迁移能力
运行特征通过与环境交互持续自学习、自适应基于固定模型和程序流程运行
典型应用领域医疗诊断、通用机器人、复杂决策支持等高通用性场景语音助手、图像分类、推荐系统等明确窄任务

乍一看,今天的大模型似乎在某种程度上“模糊了 ANI 与 AGI 的边界”,但论文强调了一个关键点:即便拥有极强的模式识别和知识检索能力,如果系统的输入输出仍局限在“文本/图像”的符号层面,它依然缺少与真实环境的闭环交互,也就难以在生态有效性和长期演化这两条关键维度上满足 AGI 的要求。换句话说,没有身体和环境的参与,即便在能力指标上表现得“像 AGI”,也更像是一种“高维 ANI”。(arXiv)

2.3 理论根基:从图灵、Brooks 到 Pfeifer 与 Linda Smith 的具身假说

Jiang 等人回顾了具身智能的理论源流,核心线索可以简单概括为:从“大脑中心主义”走向“身体—环境—认知一体化”。早在 1948 年,图灵在《Intelligent Machinery》中就隐约提出,真正的机器智能不能仅靠抽象计算获得,而应通过某种形式的“物理实践”逐步发展出来。这一想法在后来 Rodney Brooks 的“行为型机器人”和“分层抑制架构”中被具体化,Brooks 反对为机器人构建笼统的世界模型,而是强调通过与环境的直接交互形成逐层的行为模块。(arXiv)

在 1990 年代后期,Rolf Pfeifer 与 Christian Scheier 提出“身体在智能中的核心作用”:身体的几何形状、质量分布、材料特性等会对行为模式产生直接影响,许多看似“高级”的智能其实源于身体与环境的耦合,而非纯粹的中枢计算。紧接着,Linda Smith 在 2005 年提出了著名的“具身假说”,从认知科学角度强调婴儿通过触摸、抓握、移动等动作探索世界,这种感知—运动循环才是认知结构生长的土壤。(arXiv)

论文把这些理论串联起来,得出了一个颇为现代的观点:智能不应被看作“在大脑里发生的事情”,而是身体、环境和神经系统共同形成的动态过程。然而在 2000 年前后,受限于感知硬件、计算能力和机器学习算法,早期具身系统在实时感知、复杂行为规划方面几乎寸步难行,这也使得具身路线长期处于“理论大于实践”的状态,直到深度学习与强化学习的出现才重新激活了这个方向。(yaochao1986.github.io)

2.4 深度学习:把“具身”从哲学拉回工程

论文认为 2012 年之后深度学习的成熟,是具身智能从“理念”落地为“体系”的关键拐点。以卷积神经网络为代表的深层模型,首次在大规模视觉竞赛中显示出自动层级特征学习的巨大威力:不再依赖人工设计边缘、纹理等低级特征,而是通过反向传播自发地抽取多层语义结构。对于具身智能来说,这意味着两个重大变化:其一,来自摄像头、力觉传感器、IMU 等多模态流数据可以直接输入统一的深度模型,而不必在前端做大量手工特征工程;其二,通过深度强化学习,可以在高维动作空间里进行端到端策略优化,逐渐学会复杂的操作技能。(arXiv)

Jiang 等人特别强调了深度学习对“维度灾难”的缓解作用。传统符号系统一遇到传感器输出这类高维连续数据就会崩盘,而深度网络通过共享权重、局部感受野和层级结构,在数学上给出了连贯的高维函数逼近框架,这让“身体—环境—认知三者之间的连续反馈循环”首次可以被系统地建模。在此基础上,无论是多模态感知机器人,还是仿真环境中的多任务策略迁移,都逐渐走出了试验室玩具阶段,开始呈现出可观的泛化能力。(Emergent Mind)

2.5 大语言模型与语言介导的具身智能

在具身智能的发展叙事中,另一条最近才被加入的支线就是大语言模型(LLM)。论文中用了一个相当有意思的概念——“语言介导的具身(language-mediated embodiment)”,用来描述 LLM 与具身系统耦合后出现的一种新范式。Jiang 等人认为,LLM 至少在三个方面重塑了具身智能体系:其一,它为感知—行动空间提供了符号层的抽象锚点,使得智能体可以在自然语言层面表达目标、约束与策略,从而把高维感知流映射到“会话式”的内部状态;其二,LLM 的潜在空间可以被看作一种“认知脚手架”,为环境动态提供先验分布,帮助智能体在数据稀疏或不完全观测的情形下进行推断;其三,多层自注意力结构让系统可以根据上下文动态重权不同感知通道和行为分支,形成类似元认知的调控机制。(arXiv)

相比传统“感知+控制器”的具身架构,LLM 让智能体多了一条“语言—认知”通道:它既可以从环境交互中抽象出可解释的语言知识,又可以直接接收人类以自然语言给出的指令与反馈。这种“双通道反馈”改变了智能系统与人类的交互边界,也为具身系统的可对齐性和可解释性提供了新的可能。不过论文也隐含指出,目前主流 LLM 仍主要在互联网语料上训练,如何让它与物理世界的“第一人称经验”更紧密地耦合,仍是开放问题。(优快云博客)

2.6 具身智能在实现 AGI 中的角色:三条基础原则

在综合前述理论与技术进展后,Jiang 等人提炼出了具身智能系统的三条基础原则,也可以理解为“为什么不具身就无法真正走向 AGI”的三点理由。其一,系统必须具备对环境变化的动态适应能力,而这只能通过实时感知、即时决策和动作反馈的闭环来实现,任何脱离环境的离线模型迟早会被现实世界的长尾分布击穿;其二,系统内部需要内建演化式学习机制,能够在任务经验中持续优化策略,而不是依赖一次性训练与部署,这一点与 AGI 强调的“潜在能力”高度一致;其三,环境本身应被视作认知结构形成的组成部分,而不是外在背景,智能体只有在与具体环境的长期互动中才能形成稳健的世界模型和行为模式。(arXiv)


3. 具身智能的技术体系框架:端到端 vs 模块化

3.1 两种主流架构:整体优化与分模块协作

在进入具体模块之前,论文先从系统工程视角对具身智能的整体架构做了划分:端到端(End-to-End)框架模块化分解(Modular)框架。前者试图用一个统一的神经网络从传感器输入直接映射到执行器输出,中间不显式划分感知、决策和控制环节;后者则把系统拆成若干清晰的功能模块,例如感知、决策、行动、反馈,每个模块单独优化、整体协同。(arXiv)

论文在 Table 2 中给出了这两种架构的对比,这里整理为中文表格,以便在工程实践中快速参考:

表 2 模块化架构与端到端架构的典型差异(根据原文 Table 2 改写)

维度模块化架构端到端架构
开发成本相对较低,各模块可由小团队独立开发与调优极高,通常需要海量数据和大规模算力(数十亿样本、成千 GPU)
性能上限易受“短板效应”限制,整体上限由最弱模块决定理论上更高,可通过全链路联合优化挖掘“涌现能力”
可解释性较好,每个模块功能边界清晰,便于排错与安全分析较差,内部表示高度黑箱化,依赖行为层面的外部解释
主要使用者学术界、初创团队、垂直行业集成商大型科技公司(OpenAI、Google、Tesla 等)
典型应用场景工业自动化、专业机器人、单一任务或小范围任务群通用机器人、复杂城市交通、开放世界交互等高复杂度环境

可以看出,端到端架构更像是“AGI 风”的自然延伸:依托海量数据和大模型,希望通过统一的学习框架自动涌现中间表征与任务技能;而模块化架构则更贴近传统工程逻辑,强调解耦、可控和可解释。Jiang 等人并没有简单地偏袒任何一方,而是指出:现实世界中很可能长期共存,端到端架构在数据极其充足、场景高度复杂的领域(例如自动驾驶)占优势,而在数据稀缺、可靠性要求极高的工业场景,模块化方案仍然更实用。(arXiv)

3.2 端到端具身框架:工业界实践与数据瓶颈

在端到端部分,论文选择了几个典型工业案例作为“具身智能在现实中的样貌”进行剖析。比如 Tesla 的 FSD V12 被视作纯物理世界学习范式的代表,其核心思想是不再显式做高精地图和路径规划,而是用大规模卷积时序网络直接从多模态车载传感器数据学习一种“端到端驾驶策略”;Huawei 的 GOD-PDP 则采用混合形态,将现实世界的障碍检测与仿真环境中的决策模块结合,通过“神经子图”渐进式替换传统规则组件;中国厂商 XPeng 的 XPlanner 更是通过在北京搭建人形机器人操作中心,收集大量遥操作轨迹来为具身模型提供带力反馈的示范数据。(arXiv)

在这些案例背后,真正的瓶颈其实都是同一个:数据与标注成本。端到端具身系统需要的是“时间连续、多模态、带动作标签、覆盖极端长尾场景”的训练数据,而现实世界中采集这样的数据既昂贵又难以可控。对此,论文概括了三种主流路径:一是依赖真实世界采集,像 Tesla 一样用数百万辆车的运转积累自然数据;二是通过高保真仿真器合成大量虚拟样本,如 Waymo 利用神经场景建模构建车祸场景,并通过参数重建把真实世界稀有事故放大几十倍;三是现实与仿真混合训练,例如 Baidu Apollo 同时训练驾驶视频和交通法规文本,使模型在视觉特征与规则约束之间学到对齐。(arXiv)

论文进一步指出,各地区在数据策略上的差异也塑造了不同的技术路线:美国公司更依赖成熟的仿真生态,把虚拟数据作为覆盖长尾的主要手段;中国则由于现实道路和政策环境的特点,更倾向于“物理优先+远程操作采集”的路径;欧洲厂商则喜欢“数字孪生”式的折中方案,把真实物理系统映射到仿真空间做策略优化,再同步回真实设备执行。这样的比较也提醒我们:具身智能不仅仅是算法问题,更是一整套“数据生产与使用的社会—工程体系”的问题。(arXiv)


4. 四大核心模块:感知、决策、行动、反馈的闭环解析

Jiang 等人把具身智能系统拆解为四个核心模块:感知模块、决策模块、行动模块、反馈模块,认为这四者构成了一个高度耦合的闭环结构,共同决定系统能否实现 AGI 所需的通用性与适应性。(arXiv)

4.1 感知模块:多模态世界建模的六步流程

在感知部分,论文没有按传统 CV、语音、触觉等模态分块,而是选取了多模态感知作为核心切入点。原因也很直观:真实世界中任何稍复杂一点的任务几乎都需要多种传感器协同,仅靠单一视觉或者单一力觉很难获得足够稳定、鲁棒的状态估计。因此作者提出了一条多模态感知的标准流程,并用原文 Fig.3 给出了一个比较清晰的示意图。(arXiv)

从内容上看,这个流程可以概括为六个连续环节:首先是数据采集,系统通过摄像头、力觉传感器、麦克风阵列、IMU 等多种传感器获得时序数据流;接下来是数据预处理,包括去噪、对齐、插值、归一化等操作,目的是消除不同模态间的采样率差异和物理量纲差异;第三步是特征提取与表示,典型做法是为视觉、触觉、听觉分别设计合适的深度网络结构,比如 CNN 捕捉空间局部模式,RNN/LSTM 处理时间依赖,GNN 则可建模对象关系图;第四步是数据融合,即在特征层或决策层把不同模态的信息综合起来,近期非常流行的做法是用自注意力和图神经网络完成“中期融合”,在保持模态独立特征的同时根据任务需求动态分配权重;第五步是多模态学习与推理,这一层往往会叠加更复杂的架构,如联合编码器、跨模态对比学习、自监督目标等,从而在目标检测、动作识别、语义理解等任务上实现跨模态泛化。最后,多模态感知的输出会被送入决策模块,作为后续规划与控制的依据。(arXiv)

从 AGI 六大原则的角度看,多模态感知模块承担了三个重要角色:第一,通过融合多源数据提升环境理解力,为“关注能力而非机制”提供事实基础;第二,通过对多任务、多场景数据进行共享建模,支撑“通用性与性能并重”的目标;第三,通过持续积累感知数据和在线优化模型,让系统具备长期学习与演化的潜力。可以说,如果感知模块长期局限于静态单模态数据集,那么后端不论多么“聪明”的决策模型,都无法真正跨入 AGI 的生态有效性门槛。

4.2 决策模块:从环境理解到学习进化

决策模块细分为四个子功能:环境理解与推理、任务规划、决策生成、学习与进化框架,并在 Fig.4 和 Fig.5 中分别展示了静态结构与动态学习过程。(arXiv)

4.2.1 环境理解与推理:从感知结果到可用世界模型

环境理解模块承担着从感知输出构建“可用于规划的环境表示”的任务,可以把它看成是“感知—规划之间的接口层”。Jiang 等人指出,这一模块往往需要完成两类工作:一类是对感知数据进行进一步的结构化分析,比如利用深度网络和强化学习算法进行目标识别、场景分割、运动预测等;另一类是环境建模,也就是基于传感器数据构建三维地图、状态估计和场景拓扑,常见方法包括 V-SLAM、基于深度学习的 3D 重建、多传感器融合地图生成等。(arXiv)

在 AGI 的六大原则中,环境理解模块最直接对应“通用性与性能并重”和“生态有效性”。如果智能体只能在高度结构化、几乎不变的环境中运行,那么其世界模型可以非常简单;但一旦放入现实世界,动态障碍、传感器噪声和长期漂移都会让环境建模变成持续的挑战。论文强调,新一代环境理解模块正逐渐转向更深度的学习—推理结合:通过动态图神经网络建模对象关系,通过概率图模型和神经网络结合处理不确定性,并在此基础上为规划模块提供多尺度、可更新的世界表示。

4.2.2 任务规划:从“要做什么”到“按什么顺序做”

任务规划模块的责任是把高层目标拆解为可执行子任务,并在时间和空间上给出合理的执行顺序。在传统机器人规划中,A*、Dijkstra、约束规划等图搜索和规则系统是主角,但这些方法一旦遇到环境快速变化、多机器人协作或长时任务依赖,就会暴露出重规划代价高、对环境的不确定性缺乏弹性处理等问题。(arXiv)

论文综述了近年来引入深度强化学习后的若干重要进展,比如基于图的强化学习框架 GRID,把环境和任务统一建模为图结构,使智能体可以通过价值迭代学习复杂策略;多无人艇协同任务规划中使用改进 DRL 的方案,让多智能体在共享环境中通过联合策略学习实现路径协调;SkillDiffuser 则以扩散模型为核心,通过在行为空间进行采样和优化,生成适用于长时依赖和复杂约束条件下的任务分解策略;而 MAPF(多智能体路径规划)和“对抗模仿学习 + LLM”这类混合方案,则展示了如何把专家经验、自然语言知识和强化学习结合起来,提高规划的灵活性和样本效率。(arXiv)

4.2.3 决策生成:把计划转化为连续行动

决策生成模块的角色可以理解为“执行层的智能大脑”,它根据任务规划给出的高层计划,在具体时刻选择要执行的动作,并根据环境反馈进行微调。论文列举了从早期基于 DQN 的决策生成到近年来各种进化式、元学习式和博弈论式方法的演化过程:例如 DCEA-DQN 将进化算法与 Q-learning 结合,使策略在动态环境中更具适应性;FSDD-MAML 这样的元学习方法则强调在少量样本下快速适应新任务;基于博弈论的动态社会感知决策框架,用多智能体交互建模交通等复杂场景中的策略博弈;而混合逆强化学习(Hybrid IRL)则试图在奖励稀疏的任务中通过专家演示恢复隐式奖励函数,缓解“奖励工程”的痛点。(arXiv)

从 AGI 原则看,决策生成模块一方面体现了“关注能力而非实现机制”,通过不断引入新的优化方法让系统在复杂任务中表现出更高水平;另一方面,它也与“认知和元认知任务”紧密相关,因为智能体在生成决策时往往需要推理自身能力边界、评估不确定性并根据长期目标调整即时行动。

4.2.4 学习与进化框架:让系统“越用越聪明”

与其说学习与进化框架是决策模块的一个子模块,不如说它是贯穿整个具身系统的“元层结构”。论文以强化学习和多智能体博弈为主线,梳理了几类典型技术:传统深度强化学习通过与环境交互、利用价值迭代和策略梯度进行策略更新,在长时规划任务中表现出强大的决策优化能力;MAMBA 这类新型多目标强化学习方法则在多智能体协作与竞争场景中,通过更高效的博弈机制提高决策稳定性;多智能体对抗强化学习(MAARL)进一步强化了系统在对手存在时策略优化的鲁棒性。(arXiv)

另一个值得注意的方向是大规模增量学习与自监督学习。传统批量学习往往在训练阶段集中处理大规模数据,然后得到一个相对固定的模型;而增量学习强调在数据流式到来的情况下不断更新模型,既要避免灾难性遗忘,又要保持长期泛化。Forward-Forward 这类自监督方法通过“预测未来”或“区分好/坏状态”来训练网络,在不依赖大量标签的情况下不断挖掘环境结构。整体上看,这套学习与进化框架构成了具身系统的“终身学习机制”,是满足 AGI 中“关注潜力而非部署状态”原则的关键抓手。(arXiv)

为了更直观地把握决策模块相关技术谱系,论文在 Table 3 中做了一个简要总结,下面给出中文化后的整理(做了适度归类,避免逐条重复):

表 3 决策模块近期代表性技术进展(根据原文 Table 3 归纳改写)

功能子模块时间范围代表性方法与方向(部分示例)
环境理解与推理2020–2024TVR 类视频理解模型、深度卷积递归网络、感知融合模型、DAGNN 图网络、带不确定性量化的卡尔曼滤波、HSSN 与 DeepAdaIn-Net 等结构化感知模型
任务规划2023–2024基于图的强化学习框架 GRID、改进 DRL 的多无人艇任务规划、SkillDiffuser 扩散式技能规划、多智能体路径规划 MAPF、对抗模仿学习与 LLM 结合的规划方法
决策生成2024演化式 DCEA-DQN、少样本元学习 FSDD-MAML、混合逆强化学习框架、基于动态社会博弈的决策模型、自适应决策算法、模型驱动强化学习(MBRL)
学习与进化框架2019–2024深度强化学习、MAMBA 多目标优化、多智能体对抗强化学习、超大规模增量学习、Forward-Forward 等自监督学习方法

4.3 行动模块:让智能体在物理世界“优雅地动起来”

感知和决策再强,如果行动模块不能把策略转化为稳定、精细的物理运动,具身智能也只能停留在纸面。论文在 Fig.6 中给出了一个颇为丰富的行动模块示意图,一方面展示了柔性执行器、智能材料和仿生运动建模在提升动作自然性和适应性方面的作用,另一方面则强调了高性能伺服控制、神经网络算法以及数字孪生技术在反馈调整中的重要性。(arXiv)

行动模块的核心任务可以概括为两类:运动控制与反馈调节。在运动控制层面,引入形状记忆合金(SMA)、电活性聚合物(EAP)等新型材料,使得机器人不再是“硬邦邦的机械臂”,而可以展现出类似生物肌肉的弹性和顺应性,这对在非结构化环境中抓取柔性物体、与人类安全交互尤为重要;同时,基于深度学习的高精度伺服控制逐渐取代传统 PID 控制,使关节角度、速度和力矩的控制都与上层策略产生更紧密的耦合。

在反馈调节层面,高速数据采集设备与神经网络控制算法形成了一个“小闭环”,在毫秒级别对误差做出响应,而数字孪生技术则提供了一个“虚拟影子”,可以在仿真空间中预演和评估复杂动作的结果,从而减少真实世界的试错成本。可以看到,行动模块不只是执行命令的“肌肉”,更是一个充满智能的动态系统,直接决定了具身智能是否能够在真实物理限制下保持稳定表现。

4.4 反馈模块:误差、经验与自适应的“中枢循环”

在四大模块中,反馈模块往往最容易被忽视,但在论文框架里,它是打通“瞬时执行”与“长期学习”的关键。作者强调,反馈模块一方面负责记录感知、决策和行动过程中产生的性能指标,如任务成功率、能耗、时间开销、安全事件等;另一方面,它将这些信息返回给感知和决策模块,驱动模型参数和策略的持续更新。(arXiv)

从控制理论角度看,这类似于把传统的 PID 反馈提升到了“认知层”和“策略层”:系统不仅纠正物理误差,还会根据长期表现调整自己的世界模型和行为偏好。在 AGI 六大原则中,反馈模块尤其关乎“潜在能力”和“通往 AGI 的路径”这两个维度——没有反馈,就不会有渐进式改进,也就谈不上沿着某条演化轨迹向更高水平推进。论文并没有对反馈模块做非常细粒度的数学建模,但从整体架构上已经清晰地传达出:具身智能是一个“能感知自己的表现并据此改变自身”的系统,而反馈模块正是建立这种自反性的关键环节。


5. 具身智能与 AGI 六项原则的对应关系:统一视角下的理论提炼

在完成四大模块的分析后,Jiang 等人回到 DeepMind 提出的《Levels of AGI》框架,用它作为一面“标尺”,从系统视角审视具身智能到底在多大程度上满足了 AGI 的六条原则。(arXiv)

首先是“关注能力而非机制”。具身智能把系统表现作为首要衡量标准:能否在多任务、多场景中保持稳健表现,比采用了哪种网络结构或算法更重要。从这个角度看,多模态感知、强化学习规划和仿生行动控制的引入,都是为了提升系统实际完成任务的能力,而不是追求某种纯理论上的完美模型。

其次是“通用性与性能并重”。具身系统通过统一的感知—决策—行动—反馈闭环,在理论上可以支持从室内抓取、家庭服务到户外导航、工业操作等大量异质任务,再加上端到端和模块化架构的混合使用,使得在保持一定通用性的前提下,仍能在特定任务上追求高性能表现。

第三条原则强调“认知与元认知任务”,这一点主要体现在决策模块的高级功能上:智能体不仅要能够在当前状态下选择行动,还要能反思自己的知识不足、预测未来状态、评估风险并调整策略;引入 LLM 之后,智能体甚至可以用自然语言表达对自己能力边界的认知,这在某种程度上接近人类意义上的“元认知”。

第四条原则“关注潜力而非部署状态”与学习—进化框架高度契合。具身智能系统如果仅在训练阶段表现良好而部署后不再学习,很快就会被不断变化的环境淘汰;因此,论文强调了增量学习、自监督学习以及多智能体博弈等方法的重要性,它们共同构建了一个“持续提升”的机制,让系统即使目前尚未达到 AGI,也具有沿着正确方向演化的潜力。

第五条原则“生态有效性”几乎可以说是具身智能相对于纯互联网 AI 的最大优势。具身系统必须在真实世界(或高度逼真的仿真世界)中接受考验,从传感器噪声,到物理约束,再到人机协作中的社会规范,都是性能评估的一部分。这种“在环境中检验”的方式避免了实验室基准与真实应用之间的巨大落差,为判断系统是否真的“接近 AGI”提供了更可靠的现实参照。

最后,“关注通往 AGI 的路径而非单一终点”则体现在整篇论文的写作方式上:作者并没有试图给出一个“已经实现的 AGI 模型”,而是以具身智能为主线,描绘了一条从理论—技术—系统—应用逐步推进的演化路线,并指出了其中的瓶颈与开放问题。这种路径导向的视角与 DeepMind 论文中强调的“里程碑式评估”高度一致,也为后续研究提供了一个可操作的进度标尺。(知乎专栏)


6. 理论层面的挑战与开放问题

虽然具身智能在结构和技术上看起来已经相当完备,但论文也坦率地指出,离真正意义上的 AGI 仍然有不少理论层面的鸿沟需要跨越,而这些鸿沟并不能靠简单堆数据、堆算力来弥合。这里选取其中几个在理论上尤为关键的问题做简要提炼。(arXiv)

第一是统一世界模型的问题。多模态感知、环境理解和任务规划各自都有成熟方法,但如何构建一个既能在低层物理空间中进行精细预测,又能在高层语义空间中支持抽象推理的统一世界模型,仍是难点。现有做法要么过于偏重几何和动力学细节,要么停留在语义层面的“故事逻辑”,缺乏连接两者的桥梁。具身智能理论上要求智能体在“看到/触到什么”与“知道/推到什么”之间形成连续映射,这需要更深层次的表示学习和因果建模。

第二是样本效率与泛化的问题。虽然深度强化学习在某些仿真环境中取得了令人瞩目的成绩,但其对数据量和交互次数的需求往往远超人类。具身智能要在现实世界中推广,显然不能依赖上亿次试错。如何结合世界模型、模仿学习、自监督预训练和结构先验,让智能体用更少的真实交互实现更强的迁移与泛化,是未来理论研究的核心议题之一。

第三是多智能体博弈与社会智能的问题。单个具身智能体在环境中学习已经足够复杂,而现实世界往往充满了其他智能体——包括人类和其他机器人。多智能体对抗强化学习和博弈论提供了建模工具,但在大规模开放世界中,如何防止策略振荡、如何在合作与竞争之间找到稳定均衡、如何保证长期演化的安全性和公平性,仍然缺乏成熟的理论框架。

第四是对齐与可解释性问题在具身情境下的新形态。在纯文本系统中,我们更多讨论的是输出内容是否安全、是否符合价值观;而在具身系统中,错误行为可能直接导致物理伤害或重大事故,这对解释和控制提出了更高要求。如何让感知—决策—行动链条的每一步都具备可审计的接口,如何在不牺牲性能的前提下保持足够的透明度,需要在架构层面做更深度的设计。

最后是理论框架与评价体系的问题。当前大部分具身智能研究仍然以“任务成功率”“奖励值提升”等局部指标为主,缺乏一个类似《Levels of AGI》那样在具身场景中可操作的多维评价体系。Jiang 等人的工作已经迈出一步,把具身系统放在 AGI 六大原则的框架下讨论,但要真正建立一套广泛接受的评估标准,还需要更系统的理论与实验研究。(arXiv)


7. 总结与个人理解:具身智能不是“一个方向”,而是一种重构范式

综合整篇论文,可以看到作者想传达的核心信息并不是“具身智能是 AGI 的众多候选路径之一”,而是更强的一种判断:**如果我们认真对待 AGI 这个目标,那么某种形式的具身智能几乎是不可避免的。**原因不在于“机器人很酷”,而在于 AGI 所要求的通用性、生态有效性和长期演化能力,天然地指向一个必须与环境闭环交互的系统。

从工程视角看,具身智能要求我们重新设计 AI 系统的架构:从只关注模型性能的“离线推理引擎”,转变为关注感知—决策—行动—反馈全链路表现的“在线适应体”;从单纯追求大模型参数量,转向注重多模态感知、世界模型、策略优化和物理控制之间的整体协同;从一次性部署的“静态模型”,转向可以在环境中持续学习、演化并保持可审计性的“终身学习系统”。

从理论视角看,具身智能则提供了一个把认知科学、控制理论、强化学习、图灵式计算观与 DeepMind AGI 框架统一起来的机会。通过具身这个中介,我们可以在同一个语境下讨论婴儿如何通过抓取形成物理直觉、机器人如何在复杂环境中规划路径、大模型如何用语言解释自己的行为,以及一个系统如何在长期交互中逐步迈向更高层次的通用智能。

对想在这一方向上深入研究或工程实践的读者而言,这篇论文最大的价值不在于“教你搭一个具身大模型”,而在于提供了一个相对完整的“问题地图”:从 AGI 历史和具身理论起点,到端到端与模块化架构的取舍,再到感知、决策、行动、反馈四大模块的关键技术,以及它们与 AGI 六大原则之间的对应关系。沿着这张地图,你可以把自己的工作准确地定位在整个具身—AGI 路线中的某一个环节,也可以更自觉地思考:我的改动到底是在堆砌指标,还是在实质性地推动“具身智能通向 AGI”这条路?

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