具身智能與自動(dòng)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(hào)]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(dòng)駕駛和具身智能是現(xiàn)階段較為矚目的實(shí)現(xiàn)形式。從廣義上講，自動(dòng)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(shí)現(xiàn)的底層邏輯、對(duì)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(dòng)駕駛專注于在高度結(jié)構(gòu)化的交通規(guī)則下實(shí)現(xiàn)高效且極度安全的移動(dòng)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)作輸出層面的學(xué)習(xí)邏輯。自動(dòng)駕駛汽車擁有相對(duì)固定的物理形態(tài)，其核心約束在于動(dòng)力學(xué)層面的非完整性。簡(jiǎn)單理解這個(gè)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(dòng)，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(dòng)軌跡來實(shí)現(xiàn)。這種限制在技術(shù)上被稱為非齊次約束，它要求自動(dòng)駕駛大模型在規(guī)劃路徑時(shí)，必須將復(fù)雜的車輛動(dòng)力學(xué)模型深度耦合進(jìn)預(yù)測(cè)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(gè)機(jī)器人系統(tǒng)可能涉及數(shù)十個(gè)關(guān)節(jié)的協(xié)同運(yùn)動(dòng)，每個(gè)關(guān)節(jié)都有其特定的力矩限制和運(yùn)動(dòng)范圍。這種高自由度帶來的挑戰(zhàn)不在于運(yùn)動(dòng)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(dòng)態(tài)平衡”的問題。在進(jìn)行物體操縱時(shí)，模型需要實(shí)時(shí)處理接觸力學(xué)、摩擦力以及柔性物體的變形建模。這種對(duì)物理交互精度的要求，遠(yuǎn)超自動(dòng)駕駛中對(duì)車輛行駛軌跡的平滑性要求。

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在動(dòng)作空間的處理上，自動(dòng)駕駛大模型是將輸出簡(jiǎn)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(dòng)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(dòng)作，具身智能領(lǐng)域正在引入視覺-語(yǔ)言-動(dòng)作模型，將高層的語(yǔ)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(gè)杯子”的指令時(shí)，模型不僅要識(shí)別杯子的位置，還要通過內(nèi)部的知識(shí)庫(kù)推理出“輕輕”對(duì)應(yīng)的大致力矩范圍。這種從抽象語(yǔ)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(dòng)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(dòng)規(guī)劃的評(píng)價(jià)指標(biāo)上。自動(dòng)駕駛需要在遵循交通法規(guī)的前提下，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、舒適且無碰撞的移動(dòng)。其軌跡質(zhì)量受限于路面摩擦力、制動(dòng)距離和乘客的舒適度感知。而具身智能的評(píng)價(jià)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(gè)機(jī)器人在復(fù)雜地形上行走時(shí)，模型需要實(shí)時(shí)計(jì)算地面支撐力以維持重心，這種對(duì)瞬時(shí)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(dòng)駕駛模型更強(qiáng)的物理感知和實(shí)時(shí)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(dòng)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(cuò)位。自動(dòng)駕駛的感知需求可以概括為“遠(yuǎn)場(chǎng)、高動(dòng)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(duì)周圍車輛和行人的未來軌跡進(jìn)行秒級(jí)的意圖預(yù)測(cè)。這要求自動(dòng)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(gè)高精度的環(huán)視空間模型。在這種場(chǎng)景下，感知時(shí)延是致命的，模型必須在毫秒內(nèi)做出響應(yīng)，以應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

與之相對(duì)，具身智能的感知核心在于“近場(chǎng)、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(shí)，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(shí)時(shí)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(dòng)趨勢(shì)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(hào)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(duì)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(duì)環(huán)境不確定性的處理方式上。自動(dòng)駕駛運(yùn)行的環(huán)境雖然動(dòng)態(tài)，但具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性，模型可以通過地圖先驗(yàn)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(chǎng)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(shí)，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(duì)環(huán)境深度語(yǔ)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(shí)時(shí)性要求也不同。自動(dòng)駕駛的實(shí)時(shí)性是一種“硬實(shí)時(shí)”，指的是系統(tǒng)必須在確定的時(shí)間內(nèi)給出行駛決策，否則就會(huì)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?cái)?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(shí)間，但在底層物理交互層，其對(duì)反饋靈敏度的要求甚至超過了自動(dòng)駕駛。這種多層級(jí)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(jí)物理信號(hào)到高級(jí)語(yǔ)義指令的跨尺度信息流。

任務(wù)目標(biāo)與安全紅線對(duì)決策邏輯的影響

決策邏輯是智能體的靈魂，而自動(dòng)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(dòng)駕駛的決策邏輯是受限且高風(fēng)險(xiǎn)的。在公路上行駛，自動(dòng)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(dòng)駕駛大模型在輸出指令時(shí)，會(huì)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(huì)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(xiǎn)指令。在自動(dòng)駕駛的語(yǔ)境下，模型沒有“試錯(cuò)”的機(jī)會(huì)，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(gè)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(jiǎn)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(shí)推理能力和長(zhǎng)時(shí)序規(guī)劃能力。它需要理解人類復(fù)雜的語(yǔ)言意圖，并將其分解為一系列可執(zhí)行的動(dòng)作序列。更為重要的是，具身智能在許多場(chǎng)景下是允許甚至鼓勵(lì)“試錯(cuò)”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(shí)中通過不斷的嘗試來優(yōu)化抓取姿態(tài)，這種試錯(cuò)邏輯是具身智能大模型進(jìn)化的核心驅(qū)動(dòng)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(dòng)駕駛大模型的訓(xùn)練依賴于大規(guī)模的真實(shí)路測(cè)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(duì)方式。由于無法在現(xiàn)實(shí)中故意制造事故，自動(dòng)駕駛領(lǐng)域投入了巨大的精力通過模擬器還原長(zhǎng)尾場(chǎng)景。而具身智能的數(shù)據(jù)則更為稀缺且碎片化，因?yàn)椴煌臋C(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(dòng)作常識(shí)，再通過針對(duì)性的遙操作數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào)。這種從海量通用知識(shí)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(dòng)駕駛中也占據(jù)了核心地位。由于涉及法律責(zé)任和保險(xiǎn)理賠，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)必須能夠清晰地解釋其在某一時(shí)刻為何采取特定行動(dòng)。因此，自動(dòng)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(duì)復(fù)雜指令的理解精度。如果一個(gè)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(jià)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(yǔ)言模型架起感知、邏輯與動(dòng)作之間的橋梁。

世界模型與長(zhǎng)時(shí)序規(guī)劃的未來融合

盡管自動(dòng)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(duì)物理世界運(yùn)作規(guī)律的內(nèi)部模擬。對(duì)于自動(dòng)駕駛大模型來說，世界模型意味著它能夠預(yù)測(cè)周圍車輛在未來幾秒鐘內(nèi)的多種可能走勢(shì)，并能預(yù)見自己采取的動(dòng)作會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的變化。對(duì)于具身智能大模型，世界模型則代表了它對(duì)物體因果關(guān)系的理解，如知道用力擠壓一個(gè)紙箱會(huì)導(dǎo)致其變形，或者預(yù)測(cè)水倒入杯子后的液面變化。

這種對(duì)未來狀態(tài)的預(yù)判能力，是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)序規(guī)劃的基礎(chǔ)。在自動(dòng)駕駛中，長(zhǎng)時(shí)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(chǎng)景，這需要模型具備博弈能力和對(duì)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化的持續(xù)追蹤。而在具身智能中，長(zhǎng)時(shí)序任務(wù)可能跨越更長(zhǎng)的時(shí)間維度，舉個(gè)例子，“清理房間”需要模型將一個(gè)宏大的目標(biāo)分解為尋找垃圾、拾取垃圾、移動(dòng)到垃圾桶、投放等一系列子任務(wù)，并能應(yīng)對(duì)任務(wù)執(zhí)行中出現(xiàn)的意外中斷。在這兩類模型中，大語(yǔ)言模型的角色正從簡(jiǎn)單的對(duì)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(shí)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(gè)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(dòng)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(gè)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(shí)和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃能力，只需根據(jù)不同的物理形態(tài)（是四個(gè)輪子還是兩條腿）加載特定的動(dòng)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(dòng)駕駛大模型將繼續(xù)在差異中尋找共性。自動(dòng)駕駛在安全性、確定性控制和大規(guī)模實(shí)時(shí)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(dòng)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(gè)智能體無處不在的物理人工智能時(shí)代。