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具身智能与复合机器人,差异到底在哪?

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在多个场景中,具身智能(EAI )与复合机器人形态表现类似,都是移动底盘、机械臂、末端执行器的组合,有部分集成商为了赶上潮流,为复合机器人加了一个人形头部,美曰其名具身人形机器人。

但本质上复合机器人与具身智能在技术逻辑、控制方式等方面存在明显差异,如今,当我们谈起具身智能,很难用传统复合机器人的理论来衡量。

▍技术框架与控制逻辑差异

复合机器人属于纯控制论产物,技术框架源于20世纪70年代末,通过组合各类机器人、零部件,通过人为编写的整体控制逻辑实现机器人的运动和控制,追求绝对精准与一致性,每个动作的执行都遵循预设的程序和规则,如同一个被严格设定好的精密仪器,在特定任务中能稳定地重复相同操作,物理硬件决定下限,复合机器人需要“缝合”各类部件,而AI大脑在其中能起到动作微调等提高工作上限的作用。

具身智能(狭义人形机器人):主要依靠生成式AI进行控制,软件架构决定机器人构型、运动,乃至决定各类感知部件,成为近年来新兴的技术方向。它不依赖于预先完全确定的精确规则,而是在一个大体的智能化框架下,通过AI算法自主学习和决策,具有较强的灵活性和适应性,但结果具有一定的不可控性,无法像复合机器人那样保证每一次动作的绝对精准。

泛化能力与一致性的平衡,两者处于平衡的两个极端。复合机器人在一致性和重复性要求极高的任务中表现出色,例如在钢筋元机器人抓取时,需要以亚毫米级精度对接金源和抓取装置,且搬运过程中纵向重力加速度不能超过0.3倍重力加速度,这种情况下必须依靠控制论来确保动作的精准执行;而具身智能更注重泛化能力,能在复杂多变的环境中进行学习和适应,但在一致性方面相对较弱。

▍技术应用模块差异

复合机器人的技术应用较为单一,主要是“做加法”的应用逻辑。因为应用主要集中在控制论范畴,各个模块的功能和操作都由预先设定的控制逻辑来驱动,集成商因此往往追求以任务为导向,以一个标准化自主移动底盘为基础,根据不同的场景需求,快速搭建复合移动机器人形态,例如让其末端执行机构拥有更多的灵活度和自由度,甚至可以在它的末端执行装置挂上视觉,从而能够深探入一些非常狭小的空间里作业。

复合机器人的目标是组合视觉、力传感器等各类产品,让特定的机器人形态在不同场景进行针对性的操作,尤其如在机器人末端精度对接等对一致性和重复性要求极高的动作上,使用控制论为主导的复合机器人更高效和更具适应性。但是问题在于任务变更时需要为机器人重写代码或进行复杂的逻辑判断。

具身智能在体系上相对更加健全,技术冗余更大,机器人控制系统更通用。因为具身智能体大多首先就整合了控制论、机器学习和生成式AI等多种不同代次的融合性软件技术,以及有着各类硬件配套,从而在形态上趋于融合,自主性、泛化能力更强。

在实际应用中,具身智能体的不同模块,会根据需求采用不同的技术选择调配,其在最顶层集群调度系统或者“中央大脑”的指挥下,多模态信息采集、多模态信息融合计算以及进行规划最优路径,然后在三维空间里精准移动操作,实现整场综合效率最大化达成。这种生成式AI算法,通过仿真模拟和预测来进行调度,有泛化价值但最终涌现的调度和作业方式可能超出工程师的完全预判。

▍适用场景差异

复合机器人因为本身智能局限,主要以任务为主,偏向专家模型主导小脑执行,需要加入大脑的场景较少,更适合在对精度、一致性和可靠性要求极高,且任务场景相对固定、明确的工业环境中应用,容错率较低,如精密零件的加工、装配等环节。

具身智能的大小脑系统架构更加开放,使其活动范围和应用范围更大,在需要应对复杂多变的环境、进行自主决策和学习的场景中具有优势,例如在一些非结构化的环境中完成任务,或者在集群协作中实现高效的整体调度。这使得能力上,目前具身智能体更适合整体类工作,复合机器人更在追求极致的场景有更多发挥空间。

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