随着大模型、多模态感知以及机器人控制技术的快速发展,具智能(Embodied AI)正在成为人工智能领域的重要发展方向。与传统人工智能主要依赖文本、图像等互联网数据不同,具身智能需要机器人真正进入物理世界,通过视觉、听觉、触觉以及空间感知能力理解环境,并完成连续性的任务决策。然而,在当前具身智能研发过程中,一个越来越明显的问题正在制约行业发展:高质量真实世界数据不足。对于机器人而言,仅仅知道“物体是什么”远远不够,更重要的是理解“物体在哪里”“应该如何操作”“动作之后会产生什么变化”。这些能力无法完全依靠已有公开数据获得,而需要机器人通过真实环境交互不断积累经验。因此,在具身智能产业链中,数据采集成为比后续数据处理更加前置的核心环节。如何构建接近真实应用环境的数据采集体系,如何让机器人获得丰富、多样、连续的任务经验,正在成为机器人企业、算法团队以及AI产品研发人员重点关注的问题。成都汇众天智科技长期关注人工智能数据基础设施建设,在具身智能方向重点探索真实场景数据采集体系,通过多传感器融合、场景设计以及工程化采集流程,为机器人模型训练提供更加贴近实际应用的数据来源。

一、具身智能数据采集的三大技术路线

目前,围绕具身智能训练数据获取,行业内主要形成了三类技术路线,分别是第一视角Ego穿戴采集、真机遥操作采集以及仿真生成采集。这三种方式分别对应不同的数据获取需求,在实际研发过程中通常需要结合使用,而不是简单替代。

第一视角Ego穿戴采集,是目前具身智能领域较受关注的一种真实环境数据获取方式。它的核心逻辑是通过模拟人类视角,让采集人员佩戴视觉和运动传感设备,在真实环境中执行任务,同时记录人在完成任务过程中的视觉信息、动作变化以及环境交互过程。常见设备包括头戴式RGB摄像设备、深度相机、IMU惯性传感器、语音采集设备以及手部动作捕捉设备等。例如,在商超环境中,采集人员可以模拟消费者完成寻找商品、拿取商品、移动物品等连续行为,机器人通过这些数据学习人类在复杂空间中的行为规律。这种方式最大的优势在于数据天然符合人类操作习惯,能够覆盖大量真实环境中的复杂情况,尤其适合家庭服务机器人、零售机器人以及通用操作机器人等应用场景。但与此同时,Ego采集也存在一定限制,由于数据采集主体是人,而最终执行任务的是机器人,因此人体动作与机器人运动能力之间存在差异,需要在数据采集阶段充分考虑动作迁移和任务适配问题。

真机遥操作采集则是另一种重要路线,其核心特点是直接让机器人参与数据获取过程。通过远程控制设备,操作人员可以操控机器人完成指定任务,同时同步记录机器人自身状态,包括机械臂关节变化、末端执行轨迹、视觉信息、力反馈信息以及环境状态变化。例如,在机器人整理办公桌任务中,操作人员通过遥操作设备控制机械臂完成拿取文件、移动物品、调整摆放位置等动作,机器人系统同步记录整个执行过程。这种方式获得的数据与机器人硬件高度匹配,对于机械臂控制、灵巧操作、人机协作等任务具有明显优势。但相比Ego采集,真机遥操作对设备成本和采集环境要求更高,采集效率也会受到机器人运行速度、硬件稳定性等因素影响。

仿真生成采集则是利用虚拟环境快速扩展数据规模的一种方式。通过搭建三维仿真平台,研发人员可以模拟不同环境、不同物体以及不同任务条件,快速生成大量机器人训练数据。例如,在机器人抓取任务中,可以通过调整物体位置、形状、光照条件等参数,生成大量不同情况下的训练样本。仿真采集最大的优势是成本低、规模大,并且可以覆盖真实环境中难以大量复现的特殊情况,因此广泛应用于机器人导航、强化学习以及自动驾驶模拟等领域。但由于虚拟环境与现实世界之间存在差异,例如真实物体摩擦力、环境噪声、光照变化等因素难以完全模拟,因此目前行业更倾向于采用真实采集与仿真生成结合的方式,提高数据覆盖能力。

二、真实场景数据采集如何落地:从环境复刻到任务设计

相比实验室环境,真实商业场景的数据采集更加复杂。一个完整的数据采集项目不仅需要部署设备,更需要考虑场景真实性、任务合理性、设备稳定性以及数据完整性。成都汇众天智科技在具身智能数据采集实践中,更关注机器人未来实际应用环境,通过真实场景搭建和任务流程设计,让机器人获得更加接近商业应用的数据经验。

在商超零售场景中,机器人未来可能承担商品搬运、环境巡检、智能导购等任务,因此采集环境需要尽可能接近真实商业空间。首先需要完成场景复刻,包括货架布局设计、商品摆放规划、通道空间设置以及顾客活动区域模拟。相比简单搭建一个固定环境,真实采集更加关注环境变化,例如商品位置变化、人员移动以及空间障碍变化等情况。任务设计方面,需要围绕机器人实际工作逻辑展开,例如寻找目标商品、移动至指定区域、完成物品搬运、识别空间关系等连续任务。这样的设计能够帮助机器人学习完整任务流程,而不是单一动作。

在设备配置方面,商超数据采集通常采用多传感器组合方式,通过RGB摄像设备获取环境视觉信息,通过深度传感器获取空间距离信息,通过IMU记录设备运动状态,同时结合语音采集设备记录人与环境之间的交互信息。最终形成的数据需要具备连续性、同步性以及完整性,能够真实反映机器人未来面对的应用环境。

办公场景同样是具身智能重要应用方向之一。相比商超环境,办公空间具有更强的不确定性,例如桌面物品随机摆放、人员活动频繁、空间布局变化明显,因此对于机器人的环境理解能力提出更高要求。办公场景采集通常围绕办公运维任务展开,例如文件整理、物品搬运、环境巡检、设备操作以及空间导航等。

在场景复刻过程中,需要还原真实办公环境,包括办公桌区域、会议区域、公共通道、储物空间以及设备区域等。任务设计更加强调连续操作过程,例如机器人需要完成“发现目标物品—移动到目标位置—执行操作—返回指定区域”的完整流程,而不是只采集单个动作。采集设备除了视觉传感器之外,还需要结合机器人自身状态记录能力,获取运动轨迹、执行状态以及环境变化信息。

办公场景数据采集的核心价值在于帮助机器人理解开放环境中的任务逻辑,让机器人不仅能够识别物体,更能够理解空间关系和任务目标。

三、规模化真实场景采集需要工程化能力支撑

具身智能数据采集并不是简单增加设备数量,而是一项涉及人员管理、设备部署、流程控制以及环境维护的系统工程。当采集规模扩大后,如何保证数据稳定输出,成为企业必须解决的问题。

首先,需要建立专业化人员体系。真实场景采集通常涉及场景规划人员、设备操作人员、任务执行人员以及项目管理人员,不同角色需要明确职责,确保采集过程按照统一标准执行。其次,需要建立标准化SOP流程,包括场景部署规范、设备安装规范、任务执行流程、异常情况处理方式以及数据记录要求。标准化流程能够降低人为差异,提高不同批次数据的一致性。

同时,采集过程还需要完善的质量控制体系,例如检查多设备时间同步情况、确认采集过程是否完整、记录环境变化情况以及验证任务执行是否符合要求。对于具身智能企业而言,真正有价值的并不是一次性获取大量数据,而是建立能够长期复制、持续运行的数据采集能力。

四、真实世界数据将成为具身智能落地的重要基础

随着具身智能逐渐从实验室研究走向商业应用,机器人对于数据的需求正在发生变化。从早期的小规模实验数据,到面向真实环境的大规模交互数据,数据采集能力正在成为机器人产业竞争的重要基础。

未来,具身智能的发展不仅取决于模型规模和算法能力,也取决于企业是否具备持续获取真实世界经验的能力。真实场景数据采集将成为连接机器人算法与现实应用的重要桥梁。

成都汇众天智科技围绕具身智能产业需求,持续建设真实场景数据采集能力,通过场景搭建、多传感器设备部署、任务流程设计以及工程化管理,为机器人研发团队提供符合实际应用需求的数据采集服务。

从实验室验证到商业化落地,机器人真正进入现实世界,需要的不只是更强的模型,更需要大量来自真实环境的经验积累。如何高效、稳定、规模化地获取这些经验,将成为推动具身智能快速发展的关键基础。

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