具身智能发展趋势与展望
郑南宁,杨勐,姜维周,孙宏滨,丁宁(西安交通大学人工智能与机器人研究所)
摘要:人工智能的发展目标是使机器像人类一样思维和行动,不仅能求解复杂问题,更重要的是能在一个复杂、动态、不确定的物理世界中进行交互。具身智能强调智能体通过物理载体与环境的动态交互,在感知、决策与行动中不断学习和进化,从而突破传统静态数据训练模型的局限,展现出更强的环境适应性与泛化能力,已成为实现人工智能发展目标的关键路径之一。本文深入探讨了具身智能的概念、内涵、计算框架与系统实现,在此基础上进一步梳理了具身智能的发展现状、演进趋势与面临的挑战。同时,特别指出,生成式人工智能,尤其是大语言模型、多模态大模型以及正在演进的“信息-物理-认知”三域融合大模型等技术在加速具身智能演进中的关键作用。面对全球人工智能竞争日益加剧的态势,总结与分析了我国在具身智能领域发展取得的进展和面临的风险,并提出了我国应重点布局的研究方向和针对性的对策建议,助力我国在全球具身智能竞赛中占据领先地位。
关键词:具身智能;人工智能;生成式人工智能;环境交互
目录介绍
一、前言
二、具身智能的概念与实现
(一)定义与内涵
1. 基本概念
2. 具身学习与具身智能
3. 具身智能与非具身智能
(二)计算框架
1. 世界模型:构建认知框架
2. 表征学习:感知信息的语义化处理
3. 因果推理:支撑高阶认知能力
4. 生成式AI:人机与环境交互的统一接口
(三)系统实现
1. 本体:智能落地的物理承载
2. 智能体:系统的决策与推理中枢
3. 数据:驱动智能进化的“燃料”
4. 学习进化框架:实现适应与迁移的机制
三、具身智能的发展态势
(一)发展现状
1. 基础研究
2. 应用实践
3. 相关产业
(二)发展趋势
1. 单域大模型向“信息 ‒ 物理 ‒ 认知”三域融
合大模型进化
2. 生成式AI加速与具身智能深度融合
3. 仿真环境与世界模型不断完善
4. 基础模型架构朝轻量化演进
5. 产业链上下游协同构筑技术生态
6. 多元场景推动实际应用落地
(三)发展挑战
1. 大模型“黑箱”制约具身智能可控发展
2. 云端训练与边缘部署形成双重技术压力
3. 高质量多模态数据资源严重匮乏
4. 产业生态尚未成熟
四、我国具身智能的发展现状
(一)取得的进展
1. 战略高度重视,政策强力支持
2. 自主成果不断涌现,部分创新技术全球领先
3. 原始数据资源丰富,为具身智能提供动力
4. 人才与企业双轮驱动,创新活力持续增强
5. 内需市场广阔,应用场景持续拓展
(二)面临的风险
1. 基础研究与系统集成创新能力乏力
2. 开源平台建设仍处于起步阶段
3. 产业发展长期战略规划仍需完善
4. 人才培养与考核机制对技术发展形成制约
五、我国具身智能下一步发展建议
(一)应重点布局的研究方向
1. 生成式AI大模型系统的能力涌现机理
2. “信息-物理-认知”三域融合大模型
3. “云-端”协同跨域分布式架构
4. 具身智能驱动的多智能体系统
5. 轻量化生成式模型部署
6. 人形机器人智能系统
(二)对策建议
1. 进一步强化国家级科研平台作用
2. 加强培育基础研究源头创新
3. 大力构建算法开源与算力共享生态
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