为了让机器人学会擦桌子、拿杯子、整理货架,人类正在把自己的动作,一遍遍变成机器的训练数据。
机器人什么时候才能真正替人干活?
拿起一只杯子,对人类来说只是一个简单动作。但对机器人来说,它得识别物体、判断距离、控制力度,还得知道什么时候该松手。
这也是具身智能面临的难题之一:让机器人理解物理世界,并真正学会在其中行动,为什么具身数据比语言数据更难?
本期《好聊》,机器人一级市场投资人带我们拆解具身智能背后的难题与机会:机器人怎么学动作?训练数据从哪里来?为什么有人专门搭建超市、医院和家庭场景,让机器人反复练习?产业链如何形成商业闭环?投资机会在那里?
从技术热度走向产业深处,一起聊聊具身智能的下一关。
机器人已经能跑、能跳、能翻跟头。但如果把它带进一个真实的工作场景,问题可能马上变得具体起来:
面对一只形状不规则的杯子,它能不能准确抓住?杯子是玻璃的还是塑料的,抓取时应该用多大的力?桌面上突然多了一件物品,它能不能调整动作?如果第一次没拿稳,下一步又该怎么办?
这些事情,人类几乎不需要经过专门训练就能完成。对机器人来说,却可能是另一回事。
在一些机器人训练场景里,人需要佩戴摄像设备,记录自己拿取物品、擦拭桌面、弯腰起身的全过程;也有人直接操控机器人的机械臂,让它反复完成指定动作。还有专门的数据采集场地,把家庭、办公室、超市等场景搬进训练空间,让机器人在里面不断练习。
机器人还没有真正走进所有工作岗位,一条围绕“教机器人干活”的产业链,已经开始形成。
这背后有一个容易被忽略的问题:机器人缺少的,可能不只是更聪明的“大脑”,还有足够多、足够好、能够用于训练的数据。
会说、会想,不等于会干活
过去几年,大模型的发展让机器在理解语言、生成内容、编写代码等任务上取得了明显进展。一个重要原因是,互联网积累了大量文本和图像等数字信息,为模型训练提供了丰富素材。
但具身智能面对的是另一个世界。
所谓具身智能,简单来说,就是让人工智能拥有能够与现实环境交互的身体,并通过感知、决策和动作执行完成任务。它既涉及机器人的本体、运动控制,也涉及模型如何理解环境、判断下一步行动。
语言模型可以从文字中学习“杯子放在桌上”是什么意思,机器人却还需要真正学会:杯子在哪里,机械手应该从什么角度靠近,接触时施加多大力度,移动过程中如何保持稳定。
尤其是在真实环境中,物体的材质、形状、摆放位置都可能变化。同样是拿起一个杯子,放在空旷桌面上和挤在一堆餐具之间,需要处理的情况并不相同。
知道一件事怎么做,和能够在变化的环境里把它稳定做好,是两种不同的能力。
这也是具身智能训练的难点之一。
机器人不仅需要理解任务,还要把任务转化为一连串具体动作,并根据实际反馈不断调整。对于这一过程,单纯依靠文字说明远远不够。
它需要学习真实世界中的动作数据:手臂如何移动,机械手如何抓取,物体受到多大作用力,动作执行后产生了什么结果。
问题随之而来:人类每天都在拿东西、走路、做家务,但这些动作并没有被系统地记录成可以直接用于机器人训练的数据。
要让机器人学会干活,就得想办法把这些经验采集下来。
人类的日常动作,正在变成机器的教材
采集数据,听起来像是给机器人拍一段视频。实际操作中,关键并不只是“记录下来”,而是要让数据真正服务于模型训练。
不同采集方式,在成本、精度和可用性之间,需要做出不同取舍。
第一种:给人戴上摄像设备,记录真实工作过程
一种相对直接的办法,是让人佩戴带有摄像头的设备,在正常工作过程中记录第一视角下的操作。
例如,在工厂里,工人本来就要完成裁剪、织布、搬运等工作。通过设备记录操作过程,就有机会把原本只存在于人的经验中的工序,转化为可以分析和使用的数据。
这种方式的优势是贴近真实场景,不必为了采集数据而完全停下原有工作,也比较容易扩大采集规模。
但它也有明显局限。
人的手和机器人的机械手并不一样。视频里看得见手抓住了杯子,却未必能完整表达抓取时的力度、接触状态和动作细节。摄像头拍到的画面,也不一定能直接转化为机器人可以执行的动作指令。
因此,这类数据往往还需要经过筛选、处理和适配,才能更好地用于模型训练。
第二种:不用人的手,直接拿机器人的夹爪做示范
如果采集的数据最终要教会机器人使用机械手,那么,能不能从一开始就用机械手来完成操作?
一种思路是让人拿着机器人的夹爪,直接去夹杯子、拿物品,再记录整个过程。
相比只记录人手的动作,这种方式更贴近机器人实际执行任务时的操作形态,可以减少部分数据转换和后处理工作。
它体现出具身数据采集中的一个现实考量:数据并不是越多越好,能否被模型有效利用,同样重要。
如果采集成本太高,数据规模难以扩大;如果采集方式过于简单,数据质量又可能不足。如何在经济性、数据质量和采集效率之间取得平衡,是数据采集方案设计时必须考虑的问题。
第三种:用动作捕捉,记录更精细的运动轨迹
还有一种方式,是通过多台摄像设备或动作捕捉系统,记录人体在特定空间内的运动。
走路、下蹲、起身、伸手、擦拭……这些动作可以被拆解成更精细的运动轨迹,为机器人学习人体动作提供参考。
与普通视频相比,动作捕捉能够提供更结构化的运动信息,但通常也需要更专门的设备、场地和采集流程。
它适用于对动作精度有更高要求的训练任务,不过并非所有场景都必须采用成本更高的方案。
第四种:直接操控机器人,让它完成任务
如果希望采集到的数据更接近机器人最终的执行方式,还可以由人直接远程操控机器人。
操作者通过控制设备,让机器人完成拿取、搬运等动作,同时记录机器人的运动轨迹及相关反馈信息。
这种方式的优势在于,采集对象本身就是机器人,数据与真实执行过程联系更紧密。但它也受到机器人设备、操控效率和场景成本等因素的限制。
几种方式并没有简单的优劣之分。面对不同任务,需要选择不同的数据采集路径,有时也需要组合使用。
从记录人的日常操作,到使用机器人夹爪,再到动作捕捉和远程操控,背后的方向是一致的:尽可能把人类的操作经验,转化为机器人能够学习和复用的信息。
机器人训练场,开始模拟真实世界
如果说单次数据采集是在记录一个动作,那么更大规模的训练场景,则是在为机器人搭建一个可以反复练习的世界。
走进一些具身智能数据采集场地,看到的可能不是传统意义上的实验室,而是由不同生活和工作场景组成的空间。
这里有类似家庭的家具和生活用品,也有办公室、超市货架等设施;面向特定任务的训练空间,还可以模拟养老院、医院或制造业的操作环境。
这些场景并不是为了展示机器人有多先进,而是为了让它有机会接触真实工作中可能遇到的各种情况。
以超市货架为例,货物不会永远整齐地摆放在固定位置。不同商品的大小、形状、材质各不相同,物品之间还可能相互遮挡。机器人要学会从货架上拿起一件商品,就必须面对这些变化。
家庭场景同样如此。
桌面上可能摆着不同形状的餐具,物品的位置会发生变化,家具之间的空间也会限制机器人的行动。一个在空旷实验室里完成得很好的动作,到了真实家庭中,未必还能顺利执行。
因此,训练场景需要尽可能接近机器人未来要服务的环境。场景越贴近实际任务,越有机会帮助机器人学习应对现实中的复杂情况。
但模拟环境也有边界。
真实世界总会出现难以预先设计的变化。物体可能滑落,动作可能失败,环境也可能与训练时不同。这些情况需要通过真实环境中的采集和测试不断补充。
因此,机器人训练既需要模拟场景,也需要真实世界的数据。前者可以帮助系统反复练习、覆盖特定任务,后者则能让训练更贴近实际的物理规律和复杂变化。
真正有价值的训练体系,不只是把场景搭出来,还要让机器人在这些场景中积累足够丰富、能够用于改进模型的数据。
这门生意,难在成本与规模
数据采集正在成为具身智能产业链中值得关注的一环,但它并不是简单地租一间厂房、摆上几台机器人就能完成的生意。
首先是场景成本。
要模拟家庭、办公室、超市或工厂,需要准备相应的家具、货架、工具和物品,还要考虑场地维护、设备运行以及任务设计。不同场景的建设和运营成本也会有明显差异。
其次是采集效率。
如果每采集一条数据都需要复杂的人工操作,数据规模就很难快速扩大;但如果一味追求速度,忽略数据质量,后续训练效果又可能受到影响。
再次是数据能否被复用。
不同机器人在机械结构、控制方式和模型架构上存在差异。一些基础动作和通用场景的数据可能具有共享价值,但并不意味着所有数据都能直接用于不同机器人的训练。数据的格式、质量、任务要求以及使用权限,都可能影响其复用范围。
这也解释了为什么一些数据采集场地会探索共享模式:让不同团队共同使用部分场地和通用设施,有机会分摊固定投入。但具体能否降低成本、形成稳定的商业模式,仍取决于场地利用率、客户需求和数据交付能力。
在中国,机器人本体制造、运动控制和制造业应用场景具有一定产业基础,数据采集也有机会与工厂、物流等真实作业环境结合。
相较于完全搭建模拟场景,在已有的生产环境中采集数据,可以利用现成的工作流程和操作任务;而对于一些难以直接进入的环境,专门建设训练场则能够提供更可控的采集条件。
两条路径并不冲突。未来的数据供给,可能来自真实生产过程、专门建设的采集场地,以及其他面向特定任务的数据采集方式。
不过,数据采集设施本身也有投入门槛。场地、设备、人员和运营都需要持续投入,需求能否稳定增长、数据能否形成有效交付,决定了这类业务能否持续运转。
因此,不能仅凭一个训练场的规模,或某个阶段的建设热度,就判断其商业价值。更值得观察的是,它究竟解决了什么训练问题,数据是否具有足够的质量和复用价值,以及客户是否愿意持续为这些数据付费。
从数据到应用,闭环还需要时间
具身智能数据的价值,最终要回到机器人能否把任务完成得更好。
理想情况下,这会形成一个循环:
机器人在真实场景中执行任务,产生新的操作数据;数据经过处理后用于模型训练;模型能力提升后,机器人能够处理更多任务,也有机会在新的场景中积累更多数据。
随着机器人进入更多工作环境,数据来源可能进一步丰富;而数据质量和训练效果的改善,又可能帮助机器人拓展应用范围。
但这个循环并不会自动形成。
一方面,机器人需要达到一定的可靠性和成本水平,才能进入足够多的实际场景;另一方面,数据采集、模型训练和机器人部署之间,也需要建立有效的协作机制。
如果机器人还不能稳定完成任务,真实环境中的数据积累就会受到限制;如果采集到的数据无法有效提升模型能力,数据投入也很难转化为实际应用价值。
这意味着,具身智能的发展不只取决于机器人本体和模型进步,还取决于数据供给、训练效率、场景适配和商业落地能否相互推动。
回到最初的问题:机器人什么时候才能真正走进家庭?
对于家庭场景而言,机器人不仅要会拿东西、做家务,还必须具备更高的安全性和可靠性。面对老人、儿童、宠物,以及复杂多变的居家环境,动作失误可能带来实际风险。隐私保护、设备成本和长期使用体验,也都是绕不开的问题。
因此,从能够完成演示动作,到能够在真实家庭中长期、稳定地承担任务,中间还有相当长的路要走。
与其只关注机器人能跑多快、跳多高,不如进一步观察:它能不能在不同环境里重复完成同一项任务?遇到意外时能不能调整?训练成本是否可控?进入真实场景后,能不能持续积累有效数据?
这些问题,或许更接近具身智能走向应用的关键。
机器人能否真正改变生产和生活,不仅取决于它拥有什么样的身体和大脑,也取决于它能从真实世界中学到多少、学得多快,以及最终能把学到的能力转化成多少实际价值。
在机器人正式“上岗”之前,教会它们如何工作,已经是一项需要长期投入的工作。
风险提示:
投资有风险。基金的过往业绩并不预示其未来表现。基金管理人管理的其他基金的业绩并不构成基金业绩表现的保证。相关数据仅供参考,不构成投资建议。投资人请详阅基金合同等法律文件,了解产品风险收益特征,根据自身资产状况、风险承受能力审慎决策,独立承担投资风险。
重要提醒:
本文版权为好买财富所有,未经许可任何机构和个人不得以任何形式转载和发表。