具身智能是人工智能领域的一个子领域,强调智能体通过与物理世界或虚拟环境的直接交互来发展和展现智能。
其核心在于智能体的“身体”或“形态”,这些身体可以是物理形态如机器人的机械结构,也可以是虚拟形态如模拟环境中的虚拟角色。身体不仅是与环境互动的手段,也影响智能体的学习和发展。
具身智能的研究涉及多个学科,包括机器人学、认知科学、神经科学和计算机视觉等。在机器人学中,关注设计能自主行动和适应环境的机器人;在认知科学和神经科学中,探索大脑处理与身体相关信息的机制及应用于人造智能系统;在计算机视觉中,致力于开发使智能体理解和解释视觉信息的算法。
具身智能在机器人领域,特别是服务机器人、工业自动化和辅助技术等方面有重要应用,也在虚拟现实、增强现实和游戏设计等领域广泛应用,能创造更具沉浸感和交互性的体验。
具身智能的范式是将机器学习算法适配至物理实体,与物理世界交互,如以 ChatGPT 为代表的“软件智能体”通过网页端、手机 APP 与用户交互,具身智能体则将大模型嵌入物理实体,通过传感器与人类交流。
具身智能有人形机器人等代表产品,其有三要素:本体(硬件载体)、智能(大模型、算法等)、环境,且不同环境有不同形态的硬件本体适应。其行动分为感知、决策、行动、反馈四个模块形成闭环。
尽管具身智能取得显著进展,但仍面临诸多挑战,如智能体身体设计、复杂环境学习、伦理和安全问题等,未来研究将继续探索以推动其发展和应用。
具身智能(Embodied Intelligence)是人工智能领域的一个子领域,它强调智能体(如机器人、虚拟代理等)需要通过与物理世界或虚拟环境的直接交互来发展和展现智能。这一概念认为,智能不仅仅是处理信息的能力,还包括能够感知环境、进行自主导航、操作物体、学习和适应环境的能力。具身智能的核心在于智能体的“身体”或“形态”,这些身体可以是物理形态,如机器人的机械结构,也可以是虚拟形态,如在模拟环境中的虚拟角色。这些身体不仅为智能体提供了与环境互动的手段,也影响了智能体的学习和发展。例如,一个机器人通过其机械臂与物体的互动,学习抓取和操纵技能;一个虚拟代理通过在游戏环境中的探索,学习解决问题的策略。具身智能的研究涉及多个学科,包括机器人学、认知科学、神经科学和计算机视觉等。在机器人学中,具身智能关注的是如何设计能够自主行动和适应环境的机器人;在认知科学和神经科学中,研究者探索大脑如何处理与身体相关的信息,以及这些机制如何应用于人造智能系统;在计算机视觉中,研究者致力于开发算法,使智能体能够理解和解释视觉信息,从而进行有效的空间导航和物体识别。具身智能的一个重要应用是在机器人领域,特别是在服务机器人、工业自动化和辅助技术等方面。通过具身智能,机器人可以更好地理解和适应人类的生活环境,提供更加自然和有效的人机交互。此外,具身智能也在虚拟现实、增强现实和游戏设计等领域有着广泛的应用,通过创造更具沉浸感和交互性的体验,丰富了人们的数字生活。尽管具身智能在理论和技术上取得了显著进展,但它仍面临许多挑战。例如,如何设计智能体的身体以最大化其智能表现,如何让智能体在复杂多变的环境中有效学习,以及如何处理智能体与人类社会的伦理和安全问题等。未来的研究将继续探索这些问题,以推动具身智能的发展和应用。
这样的全模态智能体,将会成为我们和所有智能设备的新交互界面。进一步想象,家庭和办公环境的电子设备,只要联网就能成为智能体的感知器,或者直接成为他们的终端,被智能体控制;再结合具身智能(Embodied AI)技术,那就是现实版的Ghost in the shell了。。
具身智能,即“具身+智能”,是将机器学习算法适配至物理实体,从而与物理世界交互的人工智能范式。以ChatGPT为代表的“软件智能体”(或称“离身智能体”)使用大模型通过网页端、手机APP与用户进行交互,能够接受语音、文字、图片、视频的多种模态的用户指令,从而实现感知环境、规划、记忆以及工具调用,执行复杂的任务。在这些基础之上,具身智能体则将大模型嵌入到物理实体上,通过机器配备的传感器与人类交流,强调智能体与物理环境之间的交互。通俗一点讲,就是要给人工智能这个聪明的“头脑”装上一副“身体”。这个“身体”可以是一部手机,可以是一台自动驾驶汽车。而人形机器人则是集各类核心尖端技术于一体的载体,是具身智能的代表产品。具身智能的三要素:本体、智能、环境具身智能的三要素:“本体”,即硬件载体; “智能”,即大模型、语音、图像、控制、导航等算法; “环境”,即本体所交互的物理世界。本体、智能、环境的高度耦合才是高级智能的基础。不同环境下的会有不同形态的硬件本体以适应环境。比如室内平地更适用轮式机器人,崎岖不平的地面更适用四足机器人(机器狗)。在具身智能体与环境的交互中,智能算法可以通过本体的传感器以感知环境,做出决策以操控本体执行动作任务,从而影响环境。在智能算法与环境的交互中还可以通过“交互学习”和拟人化思维去学习和适应环境,从而实现智能的增长。具身智能的四个模块:感知-决策-行动-反馈一个具身智能体的行动可以分为“感知-决策-行动-反馈”四个步骤,分别由四个模块完成,并形成一个闭环。感知模块