ICRA和IROS近十年的成果总结
近十年(2016-2025)机器人领域研究范式经历了三阶段演变:从几何/模型主导(2016-2018)到学习/数据驱动兴起(2019-2021),最终发展为以基础模型、生成式方法和可扩展系统为核心(2022-2025)。ICRA/IROS奖项趋势显示,研究重心从算法优雅性转向系统可部署性,体现在感知(不确定性建模)、规划(LLM任务生成)、操作(触觉扩散策略)和多机器人(万级规模)等方向。关键技术
下面这份总结,我把“近十年”按你所在时点(2016–2025)来算,并把 ICRA/IROS 视作一个“机器人领域技术雷达”:它们每年的最佳论文、热门分会、竞赛与产业demo,基本能反映主流研究范式的切换与真正落地的技术栈变化。
我会用两层结构来讲:
- 十年三段式范式迁移(从“几何+模型”到“学习+数据”,再到“基础模型+生成式+可部署”)
- 按方向的关键成果脉络(感知/SLAM、规划控制、操作与触觉、足式/空中机器人、多机器人、HRI、医疗与工业、评测与工程化)
并且用奖项论文做“锚点”(因为它们是大会公认的代表性成果,不是我主观挑选)。
0. 先给一个总判断:2016–2025 的最大变化是什么?
机器人研究的中心,从“算法是否优雅”转向“系统是否可扩展、可泛化、可复现、可部署”。
具体表现就是:数据、评测、鲁棒性、不确定性建模、闭环控制与系统工程在 ICRA/IROS 中权重显著上升。
ICRA 2025 的奖项结构本身就很能说明趋势:新增/强化了Robot Learning、Planning and Control、Perception、Multi-Robot Systems等方向的最佳论文体系,反映领域重心从单点算法向“可部署系统能力”聚拢。([IEEE ICRA 2025][1])
1) 十年三段式范式迁移(2016–2018 / 2019–2021 / 2022–2025)
第一段(2016–2018):几何与模型仍是主轴,学习开始“进主会场”
这一阶段的关键词是:接触、动力学、可证明规划、几何SLAM + 初代大规模自监督。
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代表性“模型/几何”的顶会认可:
- ICRA 2016 最佳论文是平面滑动的凸多项式力-运动模型,非常典型:接触建模、可辨识、可用于规划与控制。([IEEE Entity Web Hosting][2])
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同年 ICRA 2016 学生最佳论文“50K 次抓取 + 700 机器人小时”的自监督抓取学习,说明数据驱动抓取已经开始规模化。([IEEE Entity Web Hosting][2])
这一段的核心产出
- 接触与操作:从“能抓”走向“可解释的接触模型 + 数据驱动抓取”并行
- 控制:优化与轨迹优化(MPC/Collocation)体系成熟
- 可靠性:开始关注不确定性(但还没形成“系统级”解决方案)
第二段(2019–2021):学习上位 + 仿真到现实(sim2real)成为刚需
这一段在 IROS/ICRA 的显著信号是:强化学习、模仿学习、系统化训练管线大量涌现,同时硬件与控制结合更紧。
- IROS 2016 的最佳论文 ANYmal(四足)常被视作“足式机器人走向可部署”的里程碑之一,体现了硬件+控制+系统工程的综合突破。([EPFL新聞][3])
(注意:我这里引用它是为了说明“足式系统化能力”开始被顶会奖励,且后续几年足式/动态运动显著升温。)
这一段的核心产出
- 足式/动态运动:更强的动力学控制、全身控制、以及面向复杂地形的鲁棒策略
- 学习系统化:训练、域随机化、策略蒸馏、在线适应等逐渐形成“工程范式”
- 多模态感知:从单纯视觉几何向融合(视觉/惯导/力觉等)迈进
第三段(2022–2025):基础模型、生成式方法、数据工程、可扩展多机器人
这一段是十年里“范式跳变最大”的三年:LLM/多模态、扩散模型、触觉与接触丰富操作、超大规模多机器人与数据基础设施,全面进入 ICRA/IROS 主流。
几个非常“顶会风向标”的锚点:
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生成式/扩散开始进入“策略与触觉”:
- ICRA 2025 “Field and Service Robotics”获奖论文提到tactile-diffusion policies与多模态触觉传感器(PolyTouch),这说明扩散/生成式不再只是视觉生成,而是走向接触丰富的控制策略。([IEEE ICRA 2025][1])
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LLM 与任务规划/代理进入“规划与控制”的主奖项讨论:
- ICRA 2025 “Planning and Control”奖项的决赛/获奖列表里,出现了用 LLM 生成任务计划的工作(如 SELP),以及强调“无需显式规划、反馈驱动解决序列任务”的方法,说明社区在重新定义“planning vs control”的边界。([IEEE ICRA 2025][1])
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不确定性建模与鲁棒里程计继续强化:
- ICRA 2025 “Robot Perception”获奖是学习式 VO 的协方差/不确定性建模(MAC-VO),这反映感知从“更准”走向“更可用(知道自己何时不可靠)”。([IEEE ICRA 2025][1])
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数据工程成为机器人学习的一等公民:
- ICRA 2025 “Robot Learning”奖项获奖是 Robo-DM(大型机器人数据集的数据管理工具),非常明确:机器人学习的瓶颈不只在模型,也在数据生命周期与工程基础设施。([IEEE ICRA 2025][1])
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可扩展多机器人系统被推到极端规模:
- ICRA 2025 “Multi-Robot Systems”获奖论文直接指向“部署一万台机器人”级别的终身多智能体路径规划/模仿学习,意味着多机器人从理论算法转向规模化可落地。([IEEE ICRA 2025][1])
IROS 侧的信号也类似:
- IROS 2023 最佳论文是“基于感知的 MPC 用无人机做电力线巡检”,体现“优化控制 + 感知约束”在真实任务中的融合。([Robohub][4])
- IROS 2022 的奖项列表里,既有“表示学习做手势聚类”(认知/交互),也有“安全层(Lyapunov 指标)”等安全主题,说明 IROS 更强调“系统智能 + 场景应用 + 安全”。([iros2022.org][5])
2) 按研究方向梳理:近十年 ICRA/IROS 的“成果主线”
下面每条我都给你“十年走向 + 典型锚点(奖项/代表主题) + 工程含义”。
A. 感知与 SLAM:从“更准”到“知道自己何时不准”
十年走向
- 早期:几何SLAM、回环、鲁棒前端
- 中期:学习辅助特征/深度、跨域泛化
- 后期:不确定性建模、鲁棒多传感融合(视觉/雷达/事件相机),重点变成“可用性”
锚点
- ICRA 2025:MAC-VO 把“学习式 VO + 协方差/不确定性”放在主奖项层面。([IEEE ICRA 2025][1])
工程含义(对自动驾驶/AMR/具身都关键)
- 可靠系统需要“置信度与退化策略”,而不是只追均值误差
- 感知与控制必须围绕“不确定性”闭环(这也是你做平台化诊断/监控时的核心指标来源)
B. 规划与控制:从“可证明最优”到“反馈驱动 + 学习增强”
十年走向
- 轨迹优化/MPC 是底座
- 学习开始提供:代价函数、启发式、约束近似、策略初始化
- 近三年出现新变量:LLM 做任务层规划/代理、生成式用于控制搜索
锚点
- ICRA 2025 “Planning and Control”获奖与决赛论文明确挑战传统 planning 范式,并把 LLM 进入任务计划生成讨论。([IEEE ICRA 2025][1])
- IROS 2023 最佳论文:感知约束的 MPC 做电力线巡检(强任务导向)。([Robohub][4])
工程含义
- 真实部署里,“可恢复、可解释的反馈结构”往往比离线最优更重要
- 任务层(language/intent)与运动层(TAMP/MPC)正在耦合,未来几年会继续加速
C. 操作、触觉与接触丰富任务:从“抓取”到“操作技能与泛化”
十年走向
- 2016 左右:大规模抓取数据驱动开始成熟([IEEE Entity Web Hosting][2])
- 2020 后:操作从抓取扩展到插拔、装配、柔性物体、接触丰富技能
- 2023–2025:触觉 + 生成式策略 + 跨形态泛化(不同手/不同物体)
锚点
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ICRA 2025:
- PolyTouch(触觉传感 + tactile-diffusion policies)([IEEE ICRA 2025][1])
- D(R,O) Grasp(跨手型/物体交互统一表示)([IEEE ICRA 2025][1])
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IROS 2022:衣物折叠/照护仿真世界等也反映柔性物体与家庭/照护场景的持续升温。([iros2022.org][5])
工程含义
- 触觉正在从“传感器论文”变成“策略闭环”的一部分
- 数据与表示(跨手型、跨对象)决定了泛化上限
D. 足式/动态机器人:从“能跑”到“可在复杂场景稳定运行”
十年走向
- 早期强调:动力学、混合系统、可证明稳定性
- 中期强调:硬件性能 + 鲁棒控制 + 学习策略辅助
- 后期强调:能耗、可靠性、环境适应、任务结合(搬运/巡检)
锚点
- IROS 2016 最佳论文 ANYmal:象征四足从实验室“走向工程系统”被顶会认可。([EPFL新聞][3])
- ICRA 2016 最佳论文决赛中也出现“欠驱动人形动态行走”的优化框架,说明动态行走长期是顶会主轴之一。([IEEE Entity Web Hosting][2])
E. 多机器人与车队系统:从算法到“极限规模与终身学习”
十年走向
- 早期:编队、覆盖、协作、分布式规划
- 中期:MAPF、任务分配、通信约束
- 近三年:大规模(千/万级)+ 终身学习 + 数据与仿真验证
锚点
- ICRA 2025:多机器人最佳论文直接以“Deploying Ten Thousand Robots”为题。([IEEE ICRA 2025][1])
工程含义
- 车队系统的竞争力越来越像“云系统”:可扩展性、数据闭环、回归验证、故障隔离
F. HRI/认知/交互:从“可用交互”到“共适应与可解释协作”
十年走向
- 从手势/意图识别到协作规划
- 从一次性交互到长期适应、共享控制、人在回路学习
锚点
- IROS 2022:Gesture2Vec(手势表示学习)获认知机器人最佳论文([iros2022.org][5])
- ICRA 2025:HRI 奖项强调“人-代理联合学习/共享控制”以提高技能采集效率([IEEE ICRA 2025][1])
G. 医疗、工业与场景化机器人:从“单点应用”到“闭环质量与安全”
十年走向
- 医疗:更强调传感+控制闭环、低侵入、可验证安全
- 工业:从固定工站走向柔性与在线感知,强调“质量闭环”
锚点
- ICRA 2025 医疗与自动化获奖论文体现了低成本系统设计与在线推理/控制的结合。([IEEE ICRA 2025][1])
- IROS 2023 有工业/制造方向奖项(例如闭环增材制造等)也反映“生产过程闭环化”的趋势。([CMU計算機科學院][6])
3) ICRA vs IROS:近十年的“风格差异”怎么理解?
这不是绝对,但很实用:
- ICRA更像“机器人核心技术栈的旗舰”:感知、规划控制、学习、操作、机制设计,各方向都极强,且近年更强调数据/规模/可部署(Robo-DM、Ten Thousand Robots 等就是典型)。([IEEE ICRA 2025][1])
- IROS更像“智能系统与场景化落地的旗舰”:认知/HRI、应用、系统与安全主题更突出(如 IROS 2022 的安全层、IROS 2023 的任务型无人机巡检)。([iros2022.org][5])
- IROS 2025 官方总结里提到参会规模“超过 8,000”,说明社区整体在加速扩张,研究与产业的交汇越来越密。([IROS 2025][7])
DAMO开发者矩阵,由阿里巴巴达摩院和中国互联网协会联合发起,致力于探讨最前沿的技术趋势与应用成果,搭建高质量的交流与分享平台,推动技术创新与产业应用链接,围绕“人工智能与新型计算”构建开放共享的开发者生态。
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