具身智能如何应对未见过的物体、场景和任务?
具身智能应对未见过的物体、场景和任务的核心策略具身智能的核心价值的是突破“训练数据边界”,在真实物理世界的开放环境中自主适配未知——无论是未见过的物体、动态变化的场景,还是全新的任务指令,其应对逻辑均围绕“感知-决策-行动-反馈”的闭环展开,通过“知识复用+实时学习+动态适配”三大核心路径,结合模块化技术架构,实现从“已知”到“未知”的高效泛化,破解传统智能体“环境一变就失灵”的痛点。一、应对未见

具身智能应对未见过的物体、场景和任务的核心策略
具身智能的核心价值的是突破“训练数据边界”,在真实物理世界的开放环境中自主适配未知——无论是未见过的物体、动态变化的场景,还是全新的任务指令,其应对逻辑均围绕“感知-决策-行动-反馈”的闭环展开,通过“知识复用+实时学习+动态适配”三大核心路径,结合模块化技术架构,实现从“已知”到“未知”的高效泛化,破解传统智能体“环境一变就失灵”的痛点。
一、应对未见过的物体:从“特征抽象”到“动态适配”,破解识别与操作难题
面对未见过的物体,具身智能不依赖预设的物体模板,而是通过“抽象共性特征+实时交互感知+知识迁移”,快速完成识别、属性判断与操作适配,核心是抓住“物体功能本质”而非“外观细节”。
1. 多粒度特征抽象与泛化:摒弃传统单一特征匹配的局限,通过多模态传感器(视觉、触觉、力觉)采集物体的外形、材质、重量、受力反馈等多维度数据,抽象出跨类别物体的共性功能特征——例如将“可握持、能盛装液体”作为“容器”的核心特征,而非局限于杯子、碗等已知容器的外观。这种抽象能力依托多模态大模型的跨域学习的能力,能够忽略外观差异,聚焦功能本质,实现“同功能物体同源操作”。
2. 实时交互感知与动态细化:通过“试错-反馈”的短周期闭环,快速补齐未知物体的属性认知。例如遇到未见过的异形容器时,智能体会通过轻微触碰感知材质硬度、通过缓慢抓取判断重心位置,同时基于测试时原型细化技术,根据当前观测与现有物体原型的相似性,对认知模型进行加权插值调整,无需重新训练即可适配新物体的操作逻辑。触觉与力觉的融合感知,还能避免因物体外观特殊导致的操作失误(如光滑异形物体的握持力度调整)。
3. 知识迁移与少样本适配:借助大模型的知识图谱与模仿学习能力,将已知物体的操作经验迁移到未知物体上——例如掌握了“握持杯子”的力度控制逻辑后,迁移到未见过的小型花瓶上;若遇到与已知物体差异极大的全新物体,可通过混合蒸馏技术,基于少量演示样本,从现有模型中蒸馏知识,快速构建新物体的操作模型,无需从头训练。
二、应对未见过的场景:从“语义建模”到“动态路由”,实现环境自适应
未见过的场景核心挑战是“环境语义陌生、空间布局多变、动态干扰未知”,具身智能通过“分层语义建模+动态路由适配+安全探索”,快速融入新场景,平衡知识复用与场景适配性。
1. 分层上下文语义建模:突破传统静态几何建模的局限,构建“局部对象-全局场景”的分层语义图,从细粒度的物体交互特征(如“地面可行走、桌面可放置物品”),到粗粒度的场景结构模式(如“室内场景有墙体、门窗,室外场景有地形起伏”),实现场景语义的全方位解析。结合视觉语言模型(VLMs),能够将自然语言指令与场景语义直接映射,快速理解“靠近窗户的操作台”等复杂空间描述,降低场景陌生感带来的认知成本。
2. 多粒度原型动态路由:采用改进后的MoE架构,设计多粒度原型路由机制,根据当前场景观测与不同层级的场景原型对比,动态选择最相关的世界模型组合——早期层侧重共享局部对象知识(如“开门”的通用逻辑),后期层聚焦专属全局场景特征(如“厨房开门”与“仓库开门”的差异),既实现跨场景知识复用,又保证场景适配的专业性。这种动态路由能够在测试时重新配置现有世界模型的组合方式,无需完整重训练即可适配新场景。
3. 安全高效的探索策略:采用“仿真预训练+现实微调”的混合模式,提前在高保真仿真环境中构建多样化场景(包含陌生场景的典型特征),完成安全探索预训练,缩小“仿真-现实差距”后迁移至真实场景。在现实场景中,通过内在动机引导(如好奇心驱动、不确定性降低驱动),优先探索安全且有价值的区域,同时依托多层级安全防护体系,通过多模态传感器实时识别碰撞、危险区域等信号,动态调整探索节奏,避免危险试错,快速掌握新场景的环境规律与动态干扰特征(如陌生场景中的人流、障碍物移动规律)。
三、应对未见过的任务:从“任务拆解”到“闭环迭代”,实现能力迁移与重构
未见过的任务核心是“指令陌生、步骤未知、目标模糊”,具身智能通过“高层语义解析+任务分层拆解+闭环学习迭代”,将未知任务转化为已知技能的组合,快速形成适配策略。
1. 高层语义与任务意图解析:依托多模态大模型的自然语言理解能力,深度解析未知任务的指令,挖掘任务的核心目标与潜在约束,忽略表面表述差异,抓住任务本质——例如将“给植物补充水分”与“浇灌绿植”识别为同一核心任务,规避因指令表述陌生导致的任务误解。同时结合上下文感知,整合任务时序依赖、环境约束等信息,形成任务的完整认知。
2. 分层任务拆解与技能复用:将未知的复杂任务,拆解为一系列已知的基础子任务,通过“基础技能组合+局部策略微调”完成任务执行。例如未知任务“整理桌面并冲泡咖啡”,可拆解为“移动杂物(抓取+搬运技能)、擦拭桌面(清扫技能)、取咖啡豆(抓取技能)、冲泡咖啡(容器操作+加热控制技能)”等已知子任务,再根据任务细节微调技能参数(如擦拭桌面的力度、冲泡咖啡的水温)。这种拆解能力依托大模型的逻辑推理能力,实现“已知技能适配未知任务”的核心目标。
3. 闭环学习与持续迭代优化:在任务执行过程中,通过环境反馈(如任务完成度、操作误差、环境变化)实时优化策略,形成“感知-决策-行动-反馈”的持续迭代闭环。若遇到子任务适配偏差(如未知任务中“抓取特殊包装的咖啡豆”),可通过在线原型细化、少样本蒸馏等技术,快速调整技能参数,构建新的局部策略;任务完成后,将新的技能组合与策略存储到知识库中,实现“一次适配、终身复用”,提升后续应对同类未知任务的效率。
四、核心支撑:技术架构与底层能力的协同赋能
具身智能应对未知的能力,离不开“大脑+小脑+身体”的完整技术架构支撑:顶层的多模态大模型与世界模型协同,负责语义理解、任务规划与环境预测;中层的感知-决策融合模块,实现多模态数据对齐与动态路由适配;底层的物理交互与控制模块,保障操作精度与安全探索。其中,TMoW框架等新技术的突破,将测试时路由重配置、原型动态细化、少样本模型增强集成一体,大幅提升了智能体应对未知的效率与灵活性;而闭环学习、模仿学习、混合蒸馏等学习范式,进一步降低了未知场景、任务、物体的适配成本,推动具身智能从实验室走向真实落地场景(如智能家居、工业巡检、应急救援)。
综上,具身智能应对未见过的物体、场景和任务,核心逻辑是“不追求预设全覆盖,而追求自适应与可迁移”——通过抽象共性特征、复用已知知识、实时交互学习、动态策略适配,将未知转化为已知的延伸,同时依托技术架构的协同与学习范式的优化,实现“低成本、高效率”的适配,这也是具身智能区别于传统离身智能,能够真正融入真实物理世界的核心优势。
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