南大等8家顶尖机构联合发布具身智能前沿综述,物理模拟器与世界模型如何驱动机器人自主进化

2025-09-29 09:42:44 6772次浏览

  

本文由来自南京大学、香港大学、中南大学、地平线、中国科学院计算所、上海交通大学、慕尼黑工业大学以及清华大学的学者共同撰写。

在机器人与人工智能技术迅猛发展的背景下,"具身智能"(Embodied Intelligence)已成为学术界和产业界共同关注的核心研究方向。与传统的感知或生成任务不同,具身智能要求智能体能够在复杂环境中实现自主感知、预测并执行动作,这是通向通用人工智能(AGI)的重要途径。要实现这一目标,物理模拟器与世界模型的深度融合被视为最具前景的技术路径:物理模拟器通过高度可控的虚拟环境为算法训练提供安全、高效的多场景试验平台;而世界模型则模拟了从感知到决策的"思维运算"过程,使智能体能够在执行动作前进行环境预测和策略规划。

这篇由南京大学、香港大学等多所高校学者合作完成的综述论文《A Survey: Learning Embodied Intelligence from Physical Simulators and World Models》,通过25张图表、6张表格和超过400篇参考文献,系统性地梳理了这两项技术如何协同推动机器人从"执行"向"思考"演进的全过程。

论文题目:A Survey: Learning Embodied Intelligence from Physical Simulators and World Models

研究内容:基于物理模拟器与世界模型的具身智能学习

论文链接:https://arxiv.org/abs/2507.00917

项目仓库:https://github.com/NJU3DV-LoongGroup/Embodied-World-Models-Survey

论文摘要

对通用人工智能(AGI)的探索使具身智能成为机器人领域的前沿研究方向。具身智能关注的是能够在物理世界中感知、推理并行动的智能体。要实现稳健的具身智能,不仅需要先进的感知与控制能力,还需要将抽象认知与实际交互相结合的能力。

在这一过程中,物理模拟器与世界模型这两项基础技术发挥着关键作用。物理模拟器为训练和评估机器人智能体提供了可控、高保真的虚拟环境,使复杂行为的开发变得安全高效。而世界模型则为机器人提供了对环境的内部表征能力,使其能够进行预测性规划和超越直接感知的自适应决策。

<p>本文系统回顾了近年来通过物理模拟器与世界模型融合学习具身智能的研究进展。我们分析了这两者在提升智能体自主性、适应性与泛化能力方面的互补作用,探讨了外部模拟与内部建模之间的协同关系如何推动从模拟训练到实际应用的跨越。通过整合现有研究成果与开放性问题,本文旨在为构建更强大、更具泛化能力的具身智能系统提供全面视角。我们还维护了一个持续更新的文献与开源项目仓库。

主要贡献:

1. 智能机器人能力分级标准:提出了包含自主性、任务处理能力、环境适应能力与社会认知能力四个维度的五级能力评估体系(IR-L0至IR-L4)。

2. 机器人学习技术分析:系统回顾了智能机器人在腿部运动、操作控制与人机交互方面的最新技术突破。

3. 主流物理模拟器对比:全面分析了Webots、Gazebo、MuJoCo、Isaac Gym/Sim/Lab等模拟器的物理仿真能力、渲染质量与传感器支持特性。

4. 世界模型研究 进展:梳理了世界模型的典型架构及其在具身智能中的应用,并探讨了面向自动驾驶与关节型机器人的最新世界模型方案。

研究内容与结构概述

1. 智能机器人五级能力标准

<  p>IR-L0:基础执行——完全依赖人工指令,无环境感知能力

IR-L1:规则响应——基于有限传感器输入,能在封闭环境中执行预设任务

IR-L2:感知自适应——整合多模态感知,具备基本路径规划与避障能力

IR-L3:类人协作——支持多轮对话与情感识别,能在动态场景中与人协同工作

IR-L4:完全自主——具备目标生成、持续学习与伦理决策能力

2. 机器人核心技术进展

运动控制:从模型预测控制到基于深度强化学习的端到端策略

操作能力:从单臂抓取到全身动作控制,结合视觉-语言-动作一体化模型

交互能力:涵盖认知协作、物理安全与社会适应性三个维度

3. 物理模拟器评估

对比主流模拟平台在物理引擎精度、渲染质量及传感器支持方面的表现

分析其在异构硬件与大规模并行训练中的性能差异,并提出未来优化方向

4. 世界模型架构与应用

典型架构:包括预测网络、生成式模型等多任务复合型模型

应用场景:涵盖自动驾驶轨迹预测与机器人仿真-现实闭环校准等领域

文中还包含智能机器人分级标准、仿真器性能对比以及世界模型在自动驾驶和机器人领域的代表性工作汇总等内容。

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社交媒体营销(smm)——打造品牌社交影响力

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内容创作与互动:创造引人入胜的原创内容,利用图文、视频等多种形式吸引用户的关注。同时,与用户进行互动,回答问题,参与讨论,提升用户粘性。

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社交媒体营销的优势在于其传播速度快,一旦内容被用户转发或分享,就能迅速扩展受众群体,有助于提升网站的流量和品牌认知度。

☎营销(sem)——精准流量的快速获取

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内容营销——通过高质量内容吸引用户

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合作推广与联盟营销——借力他人流量

如果你希望快速提升网站的流量,不妨考虑通过合作推广或联盟营销来借力打力。与其他相关领域的站点或企业合作,通过交换友情链接、联合营销等方式,互相引流,共享资源。

关键步骤:

- 选择合适的合作伙伴:选择与你的行业相关,且受众群体重叠的站点进行合作。

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设定合理的分成机制:对于联盟营销,需要制定清晰的分成机制,确保合作双方都能从中获益。

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网络广告与其他付费推广方式

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关键步骤:

选择🎠:选择流量大、受众群体明确的💉进行广告投放,如百度广告、腾讯广告、今日头条等。

- 广告创意与定向:确保广告创意能够引起用户的兴趣,同时通过精准的定向投放,提高广告的转化率。

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网络广告的优势是**即时可见效果**,但需要持续监控和优化,确保广告投入产出比最大化。

总结:

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