【控策We科普】具身智能：开启人机融合新纪元

文摘科学 2024-07-31 09:30 辽宁

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近年来，"具身智能"（embodied intelligence）这一概念逐渐走入大众视野。这一前沿科技不仅是人工智能领域的重要突破，更有望彻底改变我们与机器交互的方式。那么，什么是具身智能？它将如何改变我们的生活？今天，就让我们一探究竟。

具身智能，就是智能体能够通过自身的感官和运动能力来理解和适应环境。传统的人工智能主要依赖于数据和算法进行决策，而具身智能则强调机器在物理世界中的直接体验和交互。就像人类通过触觉、视觉、听觉等感官来学习和适应环境一样，具身智能的机器人也需要“身体”来感知和行动。

具身智能已在多个领域取得了显著进展。比如，软机器人技术的发展就是其中一个典型代表。软机器人通过模仿自然界中的生物结构和运动方式，具备了更高的柔韧性和适应性。这类机器人能够在复杂和动态的环境中高效运行，在医疗、搜救等领域展现出巨大的潜力[1]。NVIDIA和Meta等公司正致力于通过模拟技术提升具身智能的训练效率。他们创建了高度复杂的虚拟现实环境，让机器人在其中进行训练，从而在短时间内积累大量经验。这种方法不仅节省了现实中的资源，还大大减少了实际操作中的风险[2]。此外，视觉-语言导航（Vision-Language Navigation）是另一个具身智能的热点领域。研究人员通过将视觉信息与自然语言处理相结合，开发出能够在复杂环境中自主导航的智能体。尽管目前还存在数据集和模拟环境的局限性，VLN在实际应用中的潜力依然巨大。

图1 软体仿生机器人

尽管发展迅速，具身智能仍面临着许多挑战：

硬件复杂性与可靠性 机器人需要在多变的现实环境中长期可靠运行，这对硬件的耐久性和灵活性提出了很高的要求。

多模态数据的获取与处理 机器人不仅需要视觉数据，还需要触觉和本体感觉数据来全面感知环境。这些多模态数据集的匮乏限制了机器人的环境适应能力。

安全性问题 将具身智能模型应用于现实世界存在重大安全隐患。机器人可能因错误操作或被恶意诱导而造成物理伤害或财产损失。

环境感知与适应 机器人在现实环境中需要高效的环境感知和适应能力。目前的模型在处理动态和复杂环境时仍存在显著差距。

伦理与监管挑战 如何确保机器人在遵守法律和道德规范的框架内运行，并保护用户隐私和安全，是社会各界亟待解决的难题。

具身智能不仅有望大幅提升生产效率和生活质量，还将推动社会的全面进步。然而，技术的进步也伴随着新的挑战，需要我们在追求创新的同时，充分考虑其可能带来的社会影响。相信在不远的将来，具身智能将会成为我们日常生活中不可或缺的一部分，为人类社会带来更多福祉。

[1]MDPI - Exploring Embodied Intelligence in Soft Robotics: A Review

[2]The AI revolution is coming to robots: how will it change them?(nature. com)

供稿作者

彭键清，博士，副教授，中山大学“百人计划”引进人才，深圳市高层次人才。5年发表智能机器人类高水平学术论文40余篇（含IEEE TIM、IEEE TAES、ND以及MMT等顶刊），撰写国家发明专利40余项（已授权18项），主持国家、科技部及省市级科研项目10余项。