具身智能体:基础模型到通用智能的演进之路

探讨基础模型如何演进为具身智能体,以及面临的挑战和未来的发展方向。

原文标题:【AAAI2025教程】基础模型与具身智能体的交汇

原文作者:数据派THU

冷月清谈:

本文探讨了基础模型在具身智能体发展中的作用,特别是大型语言模型如何赋能具身智能体实现目标解析、子目标分解和动作序列化。文章指出,理解低层次视觉细节和实现长时程推理是当前面临的主要挑战。教程将回顾现有具身智能体基础模型的范式,并基于马尔可夫决策过程(MDP)框架,研究机器人的决策过程。

怜星夜思:

1、大型语言模型(LLMs)在具身智能体中的应用已经很广泛了,那么你认为未来LLMs在具身智能体中还有哪些潜在的应用方向?
2、文章提到了马尔可夫决策过程(MDP)在机器人决策中的应用,但MDP在处理实际机器人任务时,经常会遇到状态空间爆炸的问题。大家有什么解决这个问题的思路吗?
3、从基础模型到具身智能体,视觉信息的理解至关重要。你认为未来视觉-语言-动作模型(Vision-Language-Action Models)在哪些方面可以进一步突破,以更好地支持具身智能体的发展?

原文内容

来源:专知

本文约1000字,建议阅读5分钟

本文将涵盖基础模型向大型语言模型、视觉-语言模型(Vision-Language Models)以及视觉-语言-动作模型(Vision-Language-Action Models)的演进。


基础模型与具身智能体的交汇

具身智能体是一种通用型智能体,能够接收人类的自然语言指令,并在多样化的环境中执行广泛的任务。近年来,大型语言模型(Large Language Models, LLMs)作为构建大型智能体模型(Large Agent Models)的强大工具崭露头角,在支持具身智能体实现目标解析、子目标分解、动作序列化以及状态转换建模(从前提到后效的因果转换)等能力方面取得了显著成功。

然而,从基础模型(Foundation Models)到具身智能体的发展过程中,理解低层次视觉细节以及实现长时程推理以支持可靠的具身决策,仍然面临重大挑战。本文将涵盖基础模型向大型语言模型、视觉-语言模型(Vision-Language Models)以及视觉-语言-动作模型(Vision-Language-Action Models)的演进。在本教程中,我们将全面回顾现有具身智能体基础模型的范式,并基于机器人学习的基本数学框架——马尔可夫决策过程(Markov Decision Process, MDP),聚焦其不同的形式化方法,同时提供一个结构化视角来研究机器人的决策过程。



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LLMs提升了具身智能体理解和执行复杂指令的能力,但当前的智能体在处理突发情况和进行创造性问题解决方面仍有局限。未来的发展方向可能包括结合LLMs的推理能力与强化学习的自适应能力,使智能体能够更好地应对未知环境和任务。

状态空间爆炸确实是个大问题。我个人觉得可以考虑使用分层强化学习(Hierarchical Reinforcement Learning),将复杂的任务分解为多个子任务,每个子任务的状态空间相对较小,从而降低整体的复杂度。

除了常识和泛化能力,安全问题也需要重视。未来的VLAs需要具备一定的安全性保障,避免因为理解错误或恶意攻击而导致智能体做出危险的行为。

降维是关键!可以尝试使用函数近似方法,比如深度神经网络,来估计状态-动作值函数(Q-function),这样就可以在连续状态空间中进行学习,而不需要离散化状态空间。

我觉得VLAs需要更强的“常识”理解能力。现在很多模型只是简单地识别物体和动作,缺乏对物体之间关系、动作带来的后果的理解。未来,VLAs应该能够像人一样,根据视觉信息进行推理和预测,才能更好地指导智能体行动。

我觉得LLMs未来在具身智能体中可以扮演更重要的“思考”角色,比如进行更复杂的规划和决策,甚至可以根据环境变化进行自我学习和调整,让智能体能够更好地适应不同的任务和环境。

与其想着怎么简化状态空间,不如想想怎么让机器人更聪明地探索状态空间。主动学习和模仿学习都是不错的选择,可以引导机器人更快地找到有用的状态,避免无效探索。

楼上说的有道理,现在感觉还是给啥干啥,缺少了点随机应变的能力。如果能让AI自己思考,举一反三,那感觉就完全不一样了!

提高模型的泛化能力是重点。目前的VLA模型在特定场景下表现良好,但在新场景下的表现往往会大幅下降。未来的研究应该关注如何让模型从少量数据中学习,并能够快速适应新的环境和任务。