EmbodiedIntelligence第9章

具身智能2035吳寧9.19.29.39.4具身智能那些事具身智能概述具身智能的核心能力具身智能的應(yīng)用領(lǐng)域目錄CONTENTS9.5具身智能的最新發(fā)展9.2.1具身智能的概念

9.2.2具身智能的三要素9.2.3“具身”與“智能”的關(guān)系

9.2.1具身智能概念在1950年，阿蘭·圖靈在其經(jīng)典論文《計(jì)算機(jī)器與智能》中,首次提到了“具身智能”的核心理念。"Wemayhopethatmachineswilleventuallycompetewithmeninallpurelyintellectualfields.Butwhicharethebestonestostartwith?Eventhisisadifficultdecision.

Manypeoplethinkthataveryabstractactivity,liketheplayingofchess,wouldbebest.Itcanalsobemaintainedthatitisbesttoprovidethemachinewiththebestsenseorgansthatmoneycanbuy,andthenteachittounderstandandspeakEnglish.Thisprocesscouldfollowthenormalteachingofachild.Thingswouldbepointedoutandnamed,etc.AgainIdonotknowwhattherightansweris,butIthinkbothapproachesshouldbetried."?具身智能特點(diǎn)：則需要與物理環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)、緊密的交互，通過(guò)物理實(shí)體的感知與行動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)和適應(yīng)環(huán)境。離身智能特點(diǎn)：是指不依賴物理實(shí)體（通常指機(jī)械部件）存在的智能，通?；谒惴ê蛿?shù)據(jù)處理，能夠在沒(méi)有物理實(shí)體參與的情況下完成任務(wù)。9.2.1具身智能概念離身智能具身智能VS抽象的智能（圍棋、文本處理、圖像識(shí)別）有物理身體、與環(huán)境進(jìn)行交互的具身智能9.2.1具身智能概念離身智能具身智能VS抽象的智能（圍棋、文本處理、圖像識(shí)別）有物理身體、與環(huán)境進(jìn)行交互的具身智能9.2.1具身智能概念定義：一種基于物理身體進(jìn)行感知和行動(dòng)的智能系統(tǒng)，其通過(guò)智能體與環(huán)境的交互獲取信息、理解問(wèn)題、做出決策并實(shí)現(xiàn)行動(dòng)，從而產(chǎn)生智能行為和適應(yīng)性。實(shí)質(zhì)：強(qiáng)調(diào)有物理身體的智能體通過(guò)與物理環(huán)境進(jìn)行交互而獲得智能的人工智能研究范式。思考：以認(rèn)識(shí)籃球?yàn)槔呱碇悄芎碗x身智能的學(xué)習(xí)過(guò)程分別是什么呢？9.2.2具身智能的三要素

具身智能同時(shí)需要具備本體、環(huán)境和智能三要素。

要素一：本體物理實(shí)體要素二：環(huán)境與真實(shí)物理環(huán)境交互要素三：智能能在交互中提升智能9.2.2具身智能的三要素

1.本體

本體是具身智能體存在的物理實(shí)體，如果沒(méi)有相應(yīng)的物理實(shí)體，智能體只能作為智能算法和軟件存在與虛擬空間中。本體可以有多種形態(tài)，通常是機(jī)器人等物理實(shí)體，也可以是四足機(jī)器狗、太空機(jī)械臂、無(wú)人機(jī)、無(wú)人艇等。本體的存在是連接虛擬的數(shù)字世界和真實(shí)的物理世界的載體，本體的環(huán)境感知、運(yùn)動(dòng)和操作執(zhí)行等能力會(huì)限制智能體的能力發(fā)揮。9.2.2具身智能的三要素

2.環(huán)境

具身智能體與虛擬空間的智能體最大的不同，在于它具有與現(xiàn)實(shí)物理環(huán)境的交互能力。具身智能不僅能感知現(xiàn)實(shí)物理環(huán)境，還能通過(guò)本體的機(jī)械部件行動(dòng)來(lái)影響現(xiàn)實(shí)物理環(huán)境，并在與現(xiàn)實(shí)物理環(huán)境的交互中不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)。9.2.2具身智能的三要素

3.智能

具身智能體的智能與虛擬空間的智能體類似，也是通過(guò)智能算法和計(jì)算實(shí)現(xiàn)智能，但其最大的不同是具身智能體能夠通過(guò)本體與物理世界的交互，像人類進(jìn)化一樣不斷發(fā)展智能，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的智能進(jìn)化。具身智能體可以利用大模型的知識(shí)理解和表達(dá)能力，在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的算法學(xué)習(xí)下，不斷增強(qiáng)感知、決策以及行動(dòng)能力，讓感知與行動(dòng)更緊密地連接在一起，賦能多種形態(tài)的物理實(shí)體實(shí)現(xiàn)智能增長(zhǎng)。討論：怎么理解“具身”？怎么理解“智能”？“具身”與“智能”有關(guān)系嗎？1963年認(rèn)知心理學(xué)家赫爾德和海因進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于小貓深度知覺(jué)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)，將兩只小貓置于不同的環(huán)境中：一只小貓可以在旋轉(zhuǎn)木馬中自由探索，通過(guò)主動(dòng)行動(dòng)來(lái)感知和理解周圍環(huán)境；而另一只小貓則被固定在籃子里，只能被動(dòng)地接受旋轉(zhuǎn)木馬帶來(lái)的視覺(jué)刺激。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，主動(dòng)探索的小貓成功發(fā)展了正常的深度知覺(jué)，而被動(dòng)觀察的小貓則出現(xiàn)了深度知覺(jué)缺陷。9.2.3“具身”與“智能”的關(guān)系

這一對(duì)比清晰地揭示了行動(dòng)在智能形成中的至關(guān)重要性，表明只有通過(guò)主動(dòng)探索和實(shí)踐，個(gè)體才能有效地構(gòu)建和完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)智能的全面發(fā)展。對(duì)于具備智能也是如此，對(duì)于完成一個(gè)現(xiàn)實(shí)的任務(wù)，并不是把學(xué)習(xí)好的智能“腦袋”放到“身體”上就行，而是要讓具備身體的智能在環(huán)境的交互中持續(xù)學(xué)習(xí)。9.2.3“具身”與“智能”的關(guān)系

9.2.3“具身”與“智能”的關(guān)系

離身智能認(rèn)識(shí)籃球具身智能認(rèn)識(shí)籃球收集各種各樣的籃球圖片并對(duì)圖中的籃球進(jìn)行標(biāo)記給一個(gè)新籃球圖片，能識(shí)別給一個(gè)真實(shí)的籃球摸一摸，拍一拍，加深對(duì)籃球的理解再見到籃球，能完成任務(wù)9.2.3“具身”與“智能”的關(guān)系

具身智能體的物理實(shí)體不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而是在智能的形成和發(fā)展過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，實(shí)體的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和運(yùn)動(dòng)方式等都會(huì)影響智能體對(duì)環(huán)境的感知和理解，進(jìn)而影響其決策和行為。9.2.3“具身”與“智能”的關(guān)