具身智能是人工智能(AI)与其他学科交叉融合发展的智能新范式,从字面可理解为“具身+智能”,通过赋予AI“身体”,能够与现实产生交互,让AI从仅存于数字世界的App算法走向真实的物理世界,并在物理世界也能呈现模拟人类甚至超越人类的智能水平。伴随大模型的技术突破、硬件成本的降低、软硬协同的不断成熟,能够主动探索世界、认识世界、改变世界的具身智能,有望成为迈向通用人工智能的重要驱动力,同时不断延伸和拓展AI边界,实现“知行合一”。
2024年8月22日,2024世界机器人大会——具身智能产业趋势与未来发展论坛上,中国信息通信研究院(简称“中国信通院”)与北京人形机器人创新中心有限企业共同发布《具身智能发展报告(2024年)》。
报告致力于厘清具身智能的概念内涵、演进历程、技术体系,通过梳应当前具身智能技术发展现状,研判分析具身智能应用潜力与带来的影响,并总结当前产业应用困难与挑战,展望思维智能和行动智能有机融合的无限可能。
报告核心观点 1. 具身智能:依靠物理实体通过与环境交互来实现智能增长的智能系统
当前,针对具身智能各家观点百花齐放,但都明确了“智能”的核心地位。因此,本报告从AI视角切入,认为具身智能是指通过机器人等物理实体与环境交互,能进行环境感知、信息认知、自主决策和采取行动,并能够从经验反馈中实现智能增长和行动自适应的智能系统。
2. 具身智能与离身智能相互补充、协作发展共同促进了对智能的理解、模拟与扩展——具身智能时代有望来临 结合人工智能的演进历程,具身智能的发展大致可以分为三个阶段,即:早期萌芽阶段(1950s-1990s),在对智能的激烈争论和分立研究中,形成AI三大学派,尚未形成成熟的智能理论;技术积累阶段(1990s-2022),随着智能理论的完善、底层数学理论的深耕,AI三大学派从各自突破,逐步走向取长补短的综合性研究,为具身智能发展奠定理论和算法基础;技术突破阶段(2022年至今),以ChatGPT为代表大模型的通用常识和智能涌现能力为机器人实现智能感知、自主决策乃至拟人化交互方面带来巨大潜力。当前人们的关注点转向如何将AI应用于物理世界,并希望通过AI的“具身化”找到新的智能增长点。
3. 具身智能技术尚处于多条路径探索发展阶段,可以类比于自然语言处理领域的“BERT”发展时期 具身智能技术体系可分为“感知—决策—行动—反馈”四个模块形成一个闭环,在与环境的不断交互中,实现对环境的重构映射、自主决策和自适应行动,并从经验反馈中不断学习进化。
4. 具身智能将在技术涌现式创新和突破下,实现“一脑多形”“一机多用” 具身智能将成为与各行各业深度融合的创新驱动力,其相关应用有望快速扩展至社会经济的各个层面,推动着生产力的跃升和生活方式的变革。有望实现“一脑多形”即让一个智能系统适配各种形态的物理实体,如智能机器人、智能车辆等; 将实现“一机多用”,即让一个机器设备可以灵活地实行多种任务,适应多样化场景。未来将从工业协作生产到柔性制造,从家务助手到医疗护理,从灾难救援到太空探索,深入融入人类社会。
5. 具身智能在感知与认知、学习与泛化、计算能力、多任务处理、安全性、隐私保护以及人机关系等多个方面都面临着挑战 算法层面:具身智能系统在实现通用智能时面临两大根本性挑战。一是系统需要人类智能的介入,二是尚未实现感知到行动间的认知映射。数据层面:缺乏数据成为具身智能能力突破的重要壁垒。一方面,真实数据面临获取成本过高,广泛、高质量和多样化的挑战。另一方面仿真合成数据面临“现实差距”——即模拟环境与现实世界之间的差异挑战。App层面:缺乏统一的操作系统和标准化App开发工具链。硬件层面:耐用性和能源效率以及与App的深度集成需求构成了具身智能硬件发展的主要障碍。标准与合规层面:具身智能技术、评测、安全伦理等标准缺失,面临信息安全、个人隐私等一系列伦理和社会知识题。
报告目录 一、全球具身智能发展态势 (一) 具身智能的概念与内涵 (二) 具身智能发展历程 (三) 全球具身智能提速发展
二、具身智能技术突破,重塑智能边界 (一) 感知模块—赋予机器感官,实现多模态感知泛化 (二) 决策模块—提升机器脑力,实现人类思维模拟 (三) 行动模块—提升机器自主行动能力,实现精细动作实行 (四) 反馈模块—拓展机器交互通道,实现自主学习演进 (五) 支撑要素—本体、数据和软硬件底座共同构成具身智能发展基础 (六) 安全与隐私保障—确保具身智能实行安全可信
三、具身智能在各领域的应用前景 (一) 工业制造领域:打破人机协作瓶颈,实现智能化柔性适配 (二) 自动驾驶领域:适应开放交通环境,实现安全可靠智能驾驶 (三) 物流运输领域:优化仓储物流产线,实现高效货物运转 (四) 家庭服务领域:解放人类双手束缚,实现全场景的智能家务服务 (五) 医疗康养领域:应对老龄化问题,实现拟人化交互服务 (六) 其他领域:从赋能到变革,推动各行各业创新与转型
四、具身智能发展所面临的挑战 (一) 技术挑战 (二) 应用挑战 (三) 标准与合规挑战
五、迈向未来,具身智能迎来无限可能 (一) 技术创新发展,推动具身智能持续进化 (二) 产业跨界整合,开辟更广阔的市场空间 (三) 体系重构加速,引发更深层次社会思考
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