具身智能與自動駕駛的大模型需求有啥不同？

[首發(fā)于智駕最前沿微信公眾號]在人工智能從數(shù)字空間向物理世界跨越的進(jìn)程中，自動駕駛和具身智能是現(xiàn)階段較為矚目的實現(xiàn)形式。從廣義上講，自動駕駛汽車可以被視為一種特殊的、帶輪子的具身智能體，但兩者在技術(shù)實現(xiàn)的底層邏輯、對大模型的需求以及運(yùn)行環(huán)境的約束上，存在著顯著的差異。自動駕駛專注于在高度結(jié)構(gòu)化的交通規(guī)則下實現(xiàn)高效且極度安全的移動，而具身智能則試圖在更廣泛、更復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，賦予機(jī)器像人類一樣感知、推理及操縱物體的能力。

物理形態(tài)與動力學(xué)約束的本質(zhì)區(qū)別

物理形態(tài)的不同是區(qū)分自動駕駛與具身智能的起點(diǎn)，“身體”結(jié)構(gòu)的差異直接塑造了模型在動作輸出層面的學(xué)習(xí)邏輯。自動駕駛汽車擁有相對固定的物理形態(tài)，其核心約束在于動力學(xué)層面的非完整性。簡單理解這個概念，車輛無法像人體或多足機(jī)器人那樣在空間內(nèi)隨意移動，它必須遵循阿克曼轉(zhuǎn)向幾何等特定的物理限制。大部分車輛不能直接向側(cè)面平移，所有的位姿改變都必須通過前進(jìn)或后退的連續(xù)運(yùn)動軌跡來實現(xiàn)。這種限制在技術(shù)上被稱為非齊次約束，它要求自動駕駛大模型在規(guī)劃路徑時，必須將復(fù)雜的車輛動力學(xué)模型深度耦合進(jìn)預(yù)測鏈路中。

相比之下，像是人形機(jī)器人、雙臂協(xié)作機(jī)器人或多足機(jī)器人這類廣義的具身智能體，其自由度要高得多。一個機(jī)器人系統(tǒng)可能涉及數(shù)十個關(guān)節(jié)的協(xié)同運(yùn)動，每個關(guān)節(jié)都有其特定的力矩限制和運(yùn)動范圍。這種高自由度帶來的挑戰(zhàn)不在于運(yùn)動方向的限制，而在于如何協(xié)調(diào)全身的非線性耦合關(guān)系。具身智能模型不僅要解決“走到哪里”的問題，更要解決“如何精準(zhǔn)抓取”或“如何保持動態(tài)平衡”的問題。在進(jìn)行物體操縱時，模型需要實時處理接觸力學(xué)、摩擦力以及柔性物體的變形建模。這種對物理交互精度的要求，遠(yuǎn)超自動駕駛中對車輛行駛軌跡的平滑性要求。

圖片源自：網(wǎng)絡(luò)

在動作空間的處理上，自動駕駛大模型是將輸出簡化為離散或連續(xù)的駕駛指令，如轉(zhuǎn)向角、加速度或未來幾秒內(nèi)的軌跡點(diǎn)序列等。而具身智能大模型則需要處理更為復(fù)雜的動作空間，需要輸出具體的關(guān)節(jié)角度或電機(jī)的電流控制指令。為了讓模型理解這些復(fù)雜的動作，具身智能領(lǐng)域正在引入視覺-語言-動作模型，將高層的語義理解與底層的物理控制統(tǒng)一起來。如當(dāng)接收到“輕輕拿起這個杯子”的指令時，模型不僅要識別杯子的位置，還要通過內(nèi)部的知識庫推理出“輕輕”對應(yīng)的大致力矩范圍。這種從抽象語義到具體物理執(zhí)行的映射能力，是目前具身智能大模型與自動駕駛大模型在任務(wù)廣度上的重要分水嶺。

這種物理約束的差異還延伸到了運(yùn)動規(guī)劃的評價指標(biāo)上。自動駕駛需要在遵循交通法規(guī)的前提下，實現(xiàn)平穩(wěn)、舒適且無碰撞的移動。其軌跡質(zhì)量受限于路面摩擦力、制動距離和乘客的舒適度感知。而具身智能的評價標(biāo)準(zhǔn)則更偏向于任務(wù)的達(dá)成率和物理交互的穩(wěn)定性。一個機(jī)器人在復(fù)雜地形上行走時，模型需要實時計算地面支撐力以維持重心，這種對瞬時物理狀態(tài)的掌控要求，使得具身智能模型必須具備比自動駕駛模型更強(qiáng)的物理感知和實時反饋調(diào)節(jié)能力。

感知維度的跨度與多模態(tài)反饋的差異化需求

感知系統(tǒng)是智能體與外界交互的窗口，但自動駕駛與具身智能在觀察世界的距離、精度和維度上存在顯著錯位。自動駕駛的感知需求可以概括為“遠(yuǎn)場、高動態(tài)、全方位”。由于車輛行駛速度快，模型必須能夠精準(zhǔn)感知數(shù)百米外的障礙物，并對周圍車輛和行人的未來軌跡進(jìn)行秒級的意圖預(yù)測。這要求自動駕駛大模型能夠處理來自攝像頭、激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)的大規(guī)模融合數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個高精度的環(huán)視空間模型。在這種場景下，感知時延是致命的，模型必須在毫秒內(nèi)做出響應(yīng)，以應(yīng)對可能發(fā)生的碰撞風(fēng)險。

與之相對，具身智能的感知核心在于“近場、精細(xì)化、觸覺化”。在執(zhí)行諸如裝配零件、疊衣服或烹飪等任務(wù)時，機(jī)器人最關(guān)鍵的感知發(fā)生在肢體與物體接觸的幾厘米范圍內(nèi)。雖然視覺能提供物體的大致位置，但真正的操作成功還是要依賴于觸覺和力覺的實時反饋。具身智能大模型需要集成觸覺傳感器的壓力分布、滑動趨勢和接觸力矩等空間分布讀數(shù)。這種近距離的精細(xì)交互，要求模型具備從細(xì)微的物理信號中提取如物體的硬度、表面紋理以及重心位置等物體屬性的能力。對于具身智能體來說，觸覺不僅是感知的補(bǔ)充，更是閉環(huán)控制中不可或缺的一環(huán)。

這種感知的差異也反映在對環(huán)境不確定性的處理方式上。自動駕駛運(yùn)行的環(huán)境雖然動態(tài)，但具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性，模型可以通過地圖先驗來輔助理解環(huán)境。而具身智能往往處于完全非結(jié)構(gòu)化的場景中，物體的擺放可能極其雜亂，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的自遮擋問題。如當(dāng)機(jī)器人的手部抓取物體時，視覺傳感器將無法看到物體與手指的接觸面，這就需要模型具備極強(qiáng)的空間想象力和多模態(tài)互補(bǔ)能力，利用觸覺信息來“填補(bǔ)”視覺的缺失。這種對環(huán)境深度語義和物理屬性的聯(lián)合建模，是具身智能大模型技術(shù)方案中的核心難點(diǎn)。

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此外，兩者的實時性要求也不同。自動駕駛的實時性是一種“硬實時”，指的是系統(tǒng)必須在確定的時間內(nèi)給出行駛決策，否則就會發(fā)生安全事故。而具身智能在許多精細(xì)操作中追求的是“高帶寬反饋”，即控制回路需要以極高的頻率（如1000Hz）接收觸覺和力矩數(shù)據(jù)，以維持物體的穩(wěn)定抓取。雖然具身智能在任務(wù)決策層可以有一定的思考時間，但在底層物理交互層，其對反饋靈敏度的要求甚至超過了自動駕駛。這種多層級的感知需求，促使具身智能模型在架構(gòu)上需要更靈活地處理從低級物理信號到高級語義指令的跨尺度信息流。

任務(wù)目標(biāo)與安全紅線對決策邏輯的影響

決策邏輯是智能體的靈魂，而自動駕駛與具身智能在任務(wù)目標(biāo)和安全性要求上的不同，決定了它們大模型的訓(xùn)練目標(biāo)。自動駕駛的決策邏輯是受限且高風(fēng)險的。在公路上行駛，自動駕駛系統(tǒng)的首要目標(biāo)是安全，其次是合規(guī)，最后才是效率。由于涉及公共安全，自動駕駛大模型在輸出指令時，會受到嚴(yán)格的規(guī)則層保護(hù)。即使是目前最先進(jìn)的端到端模型，也會在系統(tǒng)層面設(shè)置冗余的物理安全兜底，以防止模型產(chǎn)生幻覺或輸出不可解釋的危險指令。在自動駕駛的語境下，模型沒有“試錯”的機(jī)會，每一次決策都必須是萬無一失的。

具身智能的決策邏輯則更具通用性和開放性。一個服務(wù)機(jī)器人或工業(yè)機(jī)器人可能被要求完成成千上萬種不同的任務(wù)，從簡單的搬運(yùn)到復(fù)雜的裝配。這要求具身智能大模型必須具備極強(qiáng)的常識推理能力和長時序規(guī)劃能力。它需要理解人類復(fù)雜的語言意圖，并將其分解為一系列可執(zhí)行的動作序列。更為重要的是，具身智能在許多場景下是允許甚至鼓勵“試錯”的。無論是在仿真環(huán)境中通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)進(jìn)行成百萬次的碰撞和失敗，還是在現(xiàn)實中通過不斷的嘗試來優(yōu)化抓取姿態(tài)，這種試錯邏輯是具身智能大模型進(jìn)化的核心驅(qū)動力。模型通過失敗學(xué)習(xí)物理規(guī)律，最終可獲得處理新物體的通用能力。

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這種安全性的差異直接影響了數(shù)據(jù)的質(zhì)量和獲取方式。自動駕駛大模型的訓(xùn)練依賴于大規(guī)模的真實路測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)記錄了人類駕駛員在復(fù)雜交通流中的應(yīng)對方式。由于無法在現(xiàn)實中故意制造事故，自動駕駛領(lǐng)域投入了巨大的精力通過模擬器還原長尾場景。而具身智能的數(shù)據(jù)則更為稀缺且碎片化，因為不同的機(jī)器人形態(tài)有著完全不同的執(zhí)行邏輯。為了解決數(shù)據(jù)匱乏問題，具身智能大模型需采用跨形態(tài)的學(xué)習(xí)策略，通過互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的視頻數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)人類的動作常識，再通過針對性的遙操作數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào)。這種從海量通用知識中汲取物理邏輯的能力，是具身智能大模型走向通用的關(guān)鍵。

決策的可解釋性和合規(guī)性在自動駕駛中也占據(jù)了核心地位。由于涉及法律責(zé)任和保險理賠，自動駕駛系統(tǒng)必須能夠清晰地解釋其在某一時刻為何采取特定行動。因此，自動駕駛大模型正朝著“可解釋的決策大腦”方向演進(jìn)，能夠輸出文字形式的推理鏈路。而在具身智能領(lǐng)域，雖然可解釋性也很重要，但其重點(diǎn)更多在于任務(wù)的穩(wěn)健執(zhí)行和對復(fù)雜指令的理解精度。如果一個機(jī)器人能夠精準(zhǔn)地完成復(fù)雜的裝配工作，即便其內(nèi)部神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重選擇難以被人類直觀理解，其在工程上的價值依然是巨大的。隨著技術(shù)的發(fā)展，這兩者都在嘗試通過視覺大語言模型架起感知、邏輯與動作之間的橋梁。

世界模型與長時序規(guī)劃的未來融合

盡管自動駕駛與具身智能在應(yīng)用層存在諸多差異，但兩者在最前沿的技術(shù)探索上正殊途同歸，其核心交匯點(diǎn)在于“世界模型”的構(gòu)建。所謂世界模型，是指智能體對物理世界運(yùn)作規(guī)律的內(nèi)部模擬。對于自動駕駛大模型來說，世界模型意味著它能夠預(yù)測周圍車輛在未來幾秒鐘內(nèi)的多種可能走勢，并能預(yù)見自己采取的動作會對環(huán)境產(chǎn)生的變化。對于具身智能大模型，世界模型則代表了它對物體因果關(guān)系的理解，如知道用力擠壓一個紙箱會導(dǎo)致其變形，或者預(yù)測水倒入杯子后的液面變化。

這種對未來狀態(tài)的預(yù)判能力，是實現(xiàn)長時序規(guī)劃的基礎(chǔ)。在自動駕駛中，長時序規(guī)劃體現(xiàn)在如何安全地將車輛駛過復(fù)雜的交通場景，這需要模型具備博弈能力和對環(huán)境動態(tài)變化的持續(xù)追蹤。而在具身智能中，長時序任務(wù)可能跨越更長的時間維度，舉個例子，“清理房間”需要模型將一個宏大的目標(biāo)分解為尋找垃圾、拾取垃圾、移動到垃圾桶、投放等一系列子任務(wù)，并能應(yīng)對任務(wù)執(zhí)行中出現(xiàn)的意外中斷。在這兩類模型中，大語言模型的角色正從簡單的對話接口轉(zhuǎn)變?yōu)槿蝿?wù)規(guī)劃的“總調(diào)度”，利用其蘊(yùn)含的海量知識來指導(dǎo)底層的物理執(zhí)行器。

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協(xié)同演進(jìn)的另一個顯著標(biāo)志是硬件與軟件架構(gòu)的統(tǒng)一。特斯拉的案例展示了如何將為自動駕駛開發(fā)的視覺感知算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理芯片和大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練流水線無縫地遷移到人形機(jī)器人上。這種底層能力的共享意味著我們可能不再需要為不同的智能體開發(fā)完全獨(dú)立的大模型。相反，一個通用的“物理世界基礎(chǔ)模型”將成為核心，它具備基本的空間感、物理常識和運(yùn)動規(guī)劃能力，只需根據(jù)不同的物理形態(tài)（是四個輪子還是兩條腿）加載特定的動作適配層即可。這種架構(gòu)的融合將極大加速智能體在各行各業(yè)的滲透速度。

最后的話

具身智能與自動駕駛大模型將繼續(xù)在差異中尋找共性。自動駕駛在安全性、確定性控制和大規(guī)模實時系統(tǒng)工程方面的積累，將為具身智能機(jī)器人進(jìn)入人類生活空間提供可靠的保障。而具身智能在多模態(tài)細(xì)粒度交互、開放環(huán)境理解和靈活任務(wù)分解上的突破，也將反哺自動駕駛，使其能夠處理更加復(fù)雜、甚至從未見過的極端路況。這種技術(shù)上的互助，將引領(lǐng)我們進(jìn)入一個智能體無處不在的物理人工智能時代。