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斯坦福吴佳俊 ECCV 2026 演讲:机器需要怎样的「世界表示」才能真正行动?

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斯坦福大学助理教授吴佳俊在 ECCV 2026 的 Physical AI Workshop 上发表演讲,讨论具身智能从「理解世界」到「采取行动」之间的鸿沟。他提出把复杂操作拆解为可验证、可组合的原子技能,在无人类演示时从陌生物体本身推断其可操作方式,并借用视频生成模型中不完美但可用的物理线索作为「现成演示」来为机器人提供经验。文章为现场英文演讲的中文精编稿,正文片段仅覆盖演讲开头部分。

AI推荐理由 内容为斯坦福吴佳俊在ECCV 2026 Physical AI Workshop的演讲精编,讨论具身智能中世界表示与行动之间的差距,提出将复杂操作拆解为可验证的原子技能、从陌生物体推断可操作性、以及从视频生成模型蒸馏交互轨迹等思路。正文片段仅到演讲开头,具体技术细节和实验证据未完整呈现,且为现场演讲的二次编辑稿,非论文原文,故质量分未给更高;但议题对具身智能与机器人学习方向有实际参考价值。

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原创 吴思梦 2026-09-12 09:30 广东 ![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=44173955&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fmmbiz_jpg%2FXqAicMdcoiafO6CXUaCgOiaCc8foGNPUqlY6FWTspeRSccYd6GyUOibAnkz6bicJXFAia49bzBLsAQRupAMFvD9cEDgic21lt7AiaribTXOvyq5WKYPM%2F0%3Fwx_fmt%3Djpeg) ![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=3769a855&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fmmbiz_jpg%2FXqAicMdcoiafPQHiaJBRsnp2yibv9OxOxic42h7vwJuAOibzcCLibFMNday1PKpppAEr5ULBHbW9IPKLaLMS8odibfQfdQxtZPVj2kL1uAZW3oUeoWM%2F640%3Fwx_fmt%3Djpeg%26from%3Dappmsg) 统一的是结构,困难的是抵达。     作者丨吴思梦     编辑丨岑   峰 ****![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=404aa831&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fsz_mmbiz_png%2FcNFA8C0uVPuQzlZAjS66ZEYbDkdc0DAaC7AvbxPrUmFpdQ5eozPic4tSVCN0YvwfgRX5AIqSHKx8mic2s2a0DjoQ%2F640%3Fwx_fmt%3Dpng%26from%3Dappmsg)![](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5ODEzMjIyMA==&mid=2247745195&idx=1&sn=06204f94537040057792f7f3ccf41d91)**** 9月9日的瑞典马尔默,Malmömässan会展中心,斯坦福大学计算机科学助理教授吴佳俊(Jiajun Wu)大概是整个ECCV 2026会场里最忙碌的学者之一。一天之内,他需要在 3 到 4 个不同的 Workshop 之间来回“赶场”发表演讲。 而当他终于站上今天这场主题 Workshop 的讲台时,他抛出的却是一个远比“识别像素”更宏大、也更直击具身智能痛点的话题:当机器人踏入一个充满未知与突发状况的物理世界,它究竟该如何见招拆招地“行动”? 这其实是一个比“机器人会不会做动作”更难的问题。 人看到一个厨房,很少会从头计算眼前的一切。我们知道盘子可以被拿起来,洗洁精意味着接下来可能要清洗,压在盘子下面的垃圾意味着桌面需要先被清理。即使人临时改变了动作,或者换了一件从未见过的物体,我们仍然可以凭借对世界的某种理解,补出接下来应该发生什么。 机器人没有这么轻松。 它面对的不是一连串已经写好的动作,而是一个不断变化、充满例外的世界:物体会变,人会改变行为,任务会被打断,训练时没见过的东西随时可能出现在眼前。真正困难的,也因此不只是让机器人“做对一个动作”,而是让它知道一个动作为什么成立,又该如何把一个个局部的技能重新拼成一件完整的事情。 二十天前,在德国北部的不来梅,吴佳俊刚刚获得IJCAI ECAI 2026“计算机与思想奖”。那场题为《Building Visual and Physical Intelligence Through Code》的获奖演讲,讨论的是机器如何从像素构成的世界里,进一步理解藏在背后的几何、材质、可供性与物理属性。他把这些更深一层的结构称为“物理代码”。 到了马尔默,问题没有换掉,只是向前走了一步。**如果机器已经获得了某种关于世界的表示,它又该如何利用这些表示去行动?** 这两个问题之间,恰好隔着今天具身智能最棘手的一段距离:从“知道世界是什么”,到“知道在这个世界里应该做什么”。 而吴佳俊这次给出的答案,并不是再造一个无所不知的模型。 他谈的是如何把复杂的操作拆成可以验证、组合和重新排列的原子技能;如何在没有人演示的情况下,从一个陌生物体本身推断它可能被怎样操作;也谈如何从视频生成模型中“借”来那些模型已经见过的世界,让机器人获得原本需要真人遥操作、拍摄视频才能得到的经验。 这里有一个颇有意味的转折。二十天前,他还在用一个坐垫和一只猫说明视频生成模型的局限:猫甚至还没有落下来,坐垫却已经开始变形。画面看起来合理,物理却是错的。但到了机器人这里,“不完全正确”并不意味着“没有价值”。 一个视频模型也许不真正理解重力,却可能知道一只猫通常怎样跳上一张坐垫;它未必能够精确模拟一块布的物理属性,却可能提供大量关于“这块布可以怎样被拉动”的线索。对于机器人来说,这些并不完美的知识,依然可以成为一种“现成的演示”(free demonstrations)。 于是,同一项技术在两场演讲里被放在了两个不同的位置:在理解世界时,它暴露出与真实物理之间的距离;在教机器人行动时,它又成为一种可以借用的经验。 他在不断追问:一种表示究竟能够告诉机器什么,又有哪些事情必须交给另一种表示去完成。 从二维图像,到三维空间,再到随时间变化的四维世界;从已经存在的人类演示,到没有演示时对物体运动方式的推断,再到从生成模型中蒸馏出来的交互轨迹——这些看起来不同的工作,最终都指向同一个问题: **机器怎样获得一种足够结构化的世界表示,并把“理解”真正变成“行动”。** 以下是吴佳俊在ECCV 2026 **Physical AI: Understanding and Building the Physical World** Workshop上的演讲精编稿。AI科技评论基于现场英文演讲进行编辑,在不改变原意的基础上,对口语表达和技术术语进行了重新梳理。 **▎Beautiful Equations for Visual Representation** 主讲人:吴佳俊,斯坦福大学   ![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=59297c22&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fsz_mmbiz_jpg%2FXqAicMdcoiafN8whTu2Adfpw04hF2TAwa8LZKhia0yQicIVej2lDRgLj3bkFNDUUYaK6ZRFLx8MAgVKGNYlI0quZj2vF3jjupFU9ac2aXknQmmk%2F640%3Fwx_fmt%3Djpeg%26from%3Dappmsg) ![图片](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=6dbc1c31&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fsz_mmbiz_gif%2FcNFA8C0uVPsftdZPOcWcnkWugp5Shs2EFib7ZU93GBp4DqVXhrOBCQKQzxcyAIzj1mUKiawHRm6xD4obGgROJm7Q%2F640%3Fwx_fmt%3Dgif%26from%3Dappmsg%26tp%3Dwebp%26wxfrom%3D5%26wx_lazy%3D1) **01** 机器人的难题, 是“盘子下面还有垃圾” 很高兴来到这里。   我先分享一件有点幸运的小插曲。来之前,主办方特意叮嘱,最好能根据 workshop 的主题微调一下PPT。我当时心想,时间这么紧哪来得及?结果我打开网站一看,这个 workshop 的主题是结构化的视觉表示(structured visual representation)。 巧了,我这套幻灯片的原标题就叫 Beautiful Equations for Visual Representation(视觉表示的优美方程)——好,这下我一个字都不用改了。   当然,我们不仅要讨论如何发展出这些视觉表示(或许可以用时空结构);更要解决怎么把这些结构,特别是如今日益强大的生成式AI,真正接入物理世界。 毕竟,我们造机器人,是希望它们能在复杂、多变、充满不确定性的现实中干活,甚至和人协作。   ![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=cd0f8641&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fmmbiz_png%2FXqAicMdcoiafOicOVpWPGXym6YT97XgtRInf1HmYrPaXShhwkmbjOfGX1B8dM571KOlW2NUhpgUX8sn68ic6tpdFjibhJB2LBJoGoBvNb9Mw3nE4%2F640%3Fwx_fmt%3Dpng%26from%3Dappmsg) 如今,我们早就过了讨论“要不要用基础模型”的阶段,真正的痛点是“怎么用好”。如何构建在它们之上,如何让它们适配你真正关心的那些领域。 尤其是当你进入很多私有场景的时候,你的数据可能非常少。你怎么让你的系统快速泛化和适应新环境?这些环境里有大量私有信息,但它们未必能拿来训练基础模型。 举个我们实验室里的例子。设想一下:一个机器人正准备和人一起清洗盘子,学生刚挤好洗洁精,突然接个电话人走了。   这时候你问机器人:“这有几个陶瓷餐具?”现在的视觉大模型一秒就能答出“四个”。你接着问:“能帮我把它洗了吗?”机器人不仅得精准领会“它”就是那个涂了洗洁精的盘子,还得自己规划一套行动流:拿起盘子、冲洗干净、放上沥水架,最后把水龙头关掉。 单做这一套动作或许不难,真正困难的地方在于:机器人必须跨越不同类型的物体、不同类型的环境、不同类型的目标去泛化。 即便是在这个同一个熟悉的厨房里,它还得学会随机应变,去适应不同人类千奇百怪的行为习惯。 接着刚才洗盘子的例子,刚才接电话的同学回来了,把干净的盘子又放回了桌上。虽然我也不理解他图啥,但机器人必须意识到:好,现在我不用再洗一遍了,因为它已经是干净的了。我直接把它放上架子就行。   又或者初始状态变了,洗洁精根本还没挤到盘子上。机器人应该意识到:我得先挤洗洁精。   你必须让操作具有适应性,随时更新。 比如这个很简单的任务:拿起桌上干净的盘子,放上架子,完事。但它拿起盘子发现,等等,盘子下面还压着一些垃圾。 机器人必须能够重写行动流:先去找抹布把桌子擦干净,而且理想情况下,擦完之后,它应该还能把抹布放回到桌上。   光是在一个熟悉的厨房处理熟悉的物体,就需要如此庞大而且灵活的泛化能力。如果你把它扔到一个全新的国家、全新的厨房,面对你从未见过的物体呢?这才是真正困难的地方。   ![图片](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=6dbc1c31&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fsz_mmbiz_gif%2FcNFA8C0uVPsftdZPOcWcnkWugp5Shs2EFib7ZU93GBp4DqVXhrOBCQKQzxcyAIzj1mUKiawHRm6xD4obGgROJm7Q%2F640%3Fwx_fmt%3Dgif%26from%3Dappmsg%26tp%3Dwebp%26wxfrom%3D5%26wx_lazy%3D1) **02**   把长任务拆开:状态、动作, 与一套能被验证的技能 所以,我们一直在探索另一种范式。这个范式放到今天,其实比两年前容易理解得多。 我们尝试发展出某种用于推理的组合式抽象(compositional abstractions for inference)。   它的结构是这样的:你有原始观测,可以是图像、视频和语言;你有基础模型,帮你完成感知和语言理解;然后你得到一组组合式抽象——它本质上是一组原子技能(atomic skills),这些技能之后可以被组合起来,用于规划,并输出动作。   而你要做的,是去发现并学习这些抽象。一切都应该是端到端学习的,从原始监督中学习——所谓原始监督,就是自然语言、图像和视频。  那具体怎么做呢? 假设你有一段视频演示。比如你有一个遥操作的机器人,由人来操作,它采集了一段很长的演示。你可以用一个描述生成模型(caption model)给这段视频打上字幕。这样我们就有了视频,也有了字幕。   ![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=24078e2c&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fmmbiz_png%2FXqAicMdcoiafPodthpd4KgGAEkv1gjnrPSYmlvhm14vibRJeQic9cictPIyu4mttd6pKnqFJv9cqnfib69b18EMSKttn5bKymzFwUbAiauCzSvic0rY%2F640%3Fwx_fmt%3Dpng%26from%3Dappmsg) 那么学习算法想要发现的东西,就是我们所说的组合式抽象。它由几样东西组成。   第一,是一组状态(states)。这些状态可以是二元的,系统需要去验证它们。比如:这个物体是不是脏的?物体 A 是不是在物体 B 的上面?当然,这些验证是由神经网络来完成的。   第二,是一组动作(actions)。这些就是原子技能。举个例子,你有一个“洗”(wash)的技能。你会发现:要洗一个东西,你必须先把它拿住(hold)。当然,水龙头还得是开着的。在这之后,如果上面有洗洁精,那么这个物体就会变干净。   第三,是这些状态与动作之间的关系。在某种意义上,是这套符号化的类型(symbolic types)定义了组合性(compositionality),而由网络来处理感知与控制。   而拥有这种表示的意义在于它允许你推演:如果前置条件已经满足,那么执行这个动作会发生什么?后置效果是什么?这就让你能够思考:接下来我真正被允许做什么。   ![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=44787aee&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fsz_mmbiz_png%2FXqAicMdcoiafNXFiaHFa0ibEuicgUQAQpuUtJCiaTDqaPKSwyfAujybCWCAXJ2b0pQgvyEHL1Enm86M4ERGVfzMgHIzTFAxA03M9nHfes9Jlwr6g8%2F640%3Fwx_fmt%3Dpng%26from%3Dappmsg) 顺带说一句,这里还有一个额外的问题:如果所有这些东西都是手工编码(hand-coded)的,那它就退化成了传统的规划系统,而那是无法泛化的。   所以问题就变成:你怎么知道“拿住”是“洗”的前置条件?答案是:这些东西同样是由神经网络发现的。   今天的基础模型可以为你生成一些假设:有哪些类型的属性?它们如何构成各个技能的前置条件和后置条件?整个集合本身是由网络生成的,它们由网络来验证,控制策略也是由网络给出的。   同时,你还可以做验证。你有一个验证器(verifier)在问:网络说“洗”这个动作需要先拿住物体,这个结论与演示本身一致吗?这件事同样可以交给网络来做。 ![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=96602132&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fmmbiz_png%2FXqAicMdcoiafO8g8Vf9G91TqaY6KibyqDaGKHvKcloFaWEsnVoPKy0B9p4MjWFvIxxPkicRvQVee4P8YdTILpf0b09muT3cVHedvxw60r07wv1w%2F640%3Fwx_fmt%3Dpng%26from%3Dappmsg) ![图片](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=6dbc1c31&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fsz_mmbiz_gif%2FcNFA8C0uVPsftdZPOcWcnkWugp5Shs2EFib7ZU93GBp4DqVXhrOBCQKQzxcyAIzj1mUKiawHRm6xD4obGgROJm7Q%2F640%3Fwx_fmt%3Dgif%26from%3Dappmsg%26tp%3Dwebp%26wxfrom%3D5%26wx_lazy%3D1) **03** 物理世界里的 Claude Code 我记得这项工作大概是在一年半前做的。那时候我讲起它,人们都非常困惑:你到底在说什么?  但大概从半年前开始,它突然变得好理解多了。  因为我们在数字空间里,终于有了一个完美的类比——Claude Code。  如果我让 Claude Code 去做一件非常复杂的事,它会怎么做?它会说:我得先想出五个不同的步骤。先做这个,再做那个;在能够添加某个东西之前,我得先生成这个文件。而到最后,它还有一个验证器——它必须检查用户提出的需求是否全部被满足。   在某种意义上,你可以把我们做的事理解为:在物理世界里做同样的事。你把所有的技能都发现出来,你验证“拥有这些技能”到底意味着什么,你考虑这些技能如何被串联起来,以完成长程的操作任务;你验证技能的条件,验证后置条件是否与用户提供的演示相一致。   在此基础上,你甚至可以直接用现成的系统把这件事搭出来。比如,你可以用一个视觉语言模型(VLM)来提出抽象;判断一个物体脏不脏,你可以用一个现成的感知模型;如果你有分割结果,你可以把它送给 Gemini 或者其他模型去问。   但如果需要的话,因为机器人领域确实存在“从未见过”的场景。你可能会在生产流水线上遇到一个随机的零件,它是某台机器的一个组件,这个物体你从来没见过。这时候你会问:它是否满足某种条件?而神经网络对此毫无概念,因为这可能真的是一个全新的物体,也许你刚刚才把它打印出来。   如果需要,我们也做了一个可以对系统进行微调(fine-tune)的方案。这些网络的作用是:假设你面对一个新物体,问它“这个物体上面有没有洗洁精”,在通用的现成系统可能无法直接回答的情况下,我们的系统可以给出答案。如果需要,我们还做了一个可以微调的版本。  当然,这时候你使用的网络会大得多,而且受算力约束。   ![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=ccbfb110&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fsz_mmbiz_png%2FXqAicMdcoiafMqIKmbSpj7cLHEbj5CuV06Pacy1Il2KIzFBrp55g1fKvkeA9lNcVybcgvS2ss7JYibr9rEKiaj6mCdkzNwicPCAYgKAEQBCJYhGk%2F640%3Fwx_fmt%3Dpng%26from%3Dappmsg) 但关键的一点是:一旦你有了这些“表格”,它们就允许你给出监督信号,用来训练一个系统。于是系统能够学会更好地识别。即便只有极其有限的演示,某个物体是否满足当前技能的某条条件。如果需要进行这种后训练(post-training),这个机制就可以提供支持。   所以,它让你能够泛化到新的物体、新的本体(embodiments),以及不同的目标。  这就是这个工作的第一个版本。不过,第一个版本有一个局限。   这个局限在于:当我说“它是不是脏的”的时候,所有的验证都是在 2D 里完成的。你分割出一块图像区域,然后要么用你自己的网络去判断,要么直接把它发给 Gemini,问它“这脏不脏”。   在 2D 里,有很多事你能做,但也有很多事你做不了——尤其是对于复杂的操作问题,当你必须去推理物体的空间结构时。  比如:物体 A 是不是在物体 B 上面?这种情况,你真的必须去发现三维场景才行。   所以在后来的扩展系统里,我们让它去发现时空目标,以及其他一切。整个范式和之前非常相似。  但现在,我们输入的是随时间变化的三维点云——有时候你也可以把它叫做点云轨迹(point cloud trajectories)。  有了它,你就可以完成所有这些验证:检测物体、验证它们的状态、验证它们之间的关系。  同时,你还能泛化到更长的任务周期(longer horizons),因为你学到了“抓取”和“放置”这样的原子技能。   举个例子:假设在训练时,我们只演示了几个例子,展示你如何抓取和放置一本书。但在测试时,你有两本书。现在你必须处理一个更长的任务周期问题:你要把两本书都放到架子上。   你可以看到,系统能够思考这些技能如何被组合,从而适应并完成比训练时更长的任务。  类似的例子还有很多。你可以演示抓取一个杯子、把杯子挂起来,然后重复这个任务,系统就能泛化去挂更多的杯子。   再回到厨房的场景。同样地,你有几个原子技能:打开水龙头、抓起盘子、清洗盘子。然后你可以泛化到一个更长的任务——清洗并把两个盘子都收好。   系统必须学会并意识到:这些原子任务,例如拿起、放置、清洗盘子等,是如何被组合起来的,而且是可以被重复的。于是你就能处理额外的任务。   ![图片](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=6dbc1c31&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fsz_mmbiz_gif%2FcNFA8C0uVPsftdZPOcWcnkWugp5Shs2EFib7ZU93GBp4DqVXhrOBCQKQzxcyAIzj1mUKiawHRm6xD4obGgROJm7Q%2F640%3Fwx_fmt%3Dgif%26from%3Dappmsg%26tp%3Dwebp%26wxfrom%3D5%26wx_lazy%3D1) **04** 没有演示, 就让物体自己说出“能被怎么动” 到目前为止,我们一直假设我们有一段视频演示。有人给机器人做演示,人类去遥操作,然后你试图预测:什么是正确的做法?如果这里有个水龙头,你可以打开它,也可以关上它,那么在这个情境下,正确的动作是什么?   但是,如果我们没有这样的视频演示呢?   我们能不能做出一个系统:即便给你一个全新的、从未见过的物体,它依然能够推理出与这个物体交互的正确方式?   当你在这里看到某些物体——比如一个水龙头、一个牛顿摆。你就会明白,只有特定的几种方式可以和它们交互。   即便从来没有人类演示过“如何关上这个水龙头”,你其实也拥有大量关于“与水龙头交互的正确方式”的先验知识。  这就是我们这篇论文的目标。我们把它叫做 Neural Kinematics(神经运动学),今年发表在 ECCV 上。   这里的核心想法是:即便你没有关于“如何与这个物体交互”的演示,你对这个物体可能形变空间的内在维度,依然拥有某种先验知识。   你可以想象成一个人。你能做这个动作,能做那个动作,但你并不是真的什么都能做——你受到自己身体的约束。我们要捕捉的,正是单个物体所固有的那种运动学空间(kinematic space)。这样一来,从这个空间里采样,你就能看到这个物体处于不同状态时的样子。  我们做这件事的方法其实非常简单。我们有一个编码器—解码器(encoder-decoder)训练框架。你有一个作为条件的静态网格(mesh),还有一个作为真值的形变场(deformation field)。   ![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=574a4d20&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fsz_mmbiz_png%2FXqAicMdcoiafMA9La5HY6icSmE8QiarerDpSD5pnsphHGdeuRbvQNv9r2ENHAiaPKF4RiauUJD3DYve1x2pOPgdFbXsa6e2GDHMo7icmmkVLxB55XY%2F640%3Fwx_fmt%3Dpng%26from%3Dappmsg) 在训练时,你实际上训练了两个网络。第一个是一个条件变分自编码器(conditional VAE)。它输入一组网格作为条件,尝试把这个形变场编码进一个隐分布,你可以从中采样,得到一个隐向量。   第二个是一个编码器,它只接收网格作为输入,把它编码进一个隐分布,你也可以从中采样得到一个隐向量,然后从它解码出形变场——这个解码结果应该能够重建出那个形变。   训练时你有两个损失函数。一个是重建损失(reconstruction loss):我希望重建出来的结果,与一个可能的演示重建——也许来自仿真——相对齐。第二个是 KL 散度:你希望最小化这两个网络输出分布之间的距离。   而在测试时,你只会看到其中一个,不是那个标准样本,你只会用到上面这一半。你把一个网格编码进一个数据分布,从中采样,就得到一个可能的形变。   概念上非常简单。  后来我们还做了扩展系统,让它变得完全可控——你可以真的把动作作为输入传进去,有几种不同的做法。  我认为这里真正的目标是:尝试捕捉这些物体的一种内在属性,也就是“这个物体可以被怎样移动”。   那么,如何把学到的、物体内在的维度与自由度,与一种恰当的动作表示有效地结合起来,从而让它变成一个真正的神经模拟器(neural simulator),这是一个非常有意思的问题。我们一直在做各种扩展。   但在这第一次尝试中,我们只是试图发现几个隐维度,让我们能够预测和推理与物体交互的方式。至少在这第一次尝试里,我认为系统表现得相当不错。   你可以用同一个模型走进一个房间,去预测我与这些不同物体交互的所有可能方式,从一个台灯,到一台笔记本电脑,到一把转椅,到一个柜子。这里是另一个场景:我走进一间浴室。同样,你并没有见过这个水龙头,但你能推理出与它互动的方式;窗帘、洗碗机、马桶,也一样。   不过有人可能会说:如果在训练时你见过所有这些完美的网格,测试时也是完美的网格,即便它们是不同的物体、不同的实例,那可能也没那么令人惊讶。   那我们把它放到真实世界里试试呢?  于是就有了这个我觉得很有意思的结果:我们的一位作者,用他的 iPhone 对房间做了一次三维扫描。你知道,你可以用 iPhone 做三维扫描,但它并不怎么准确。   但结果是:即便面对这样一个重建得不完美的场景,你可以看到这里全是伪影,这是 iPhone 扫描造成的——当你把它送进我们的系统,你会看到,在某种意义上,我们的系统实现了零样本泛化,去预测与这些物体交互的可能方式,比如那个水龙头。   尽管输入是这么一团一团(blobby)的东西,它依然能够推理。而这,某种意义上就给了你一种“现成的演示”(free demonstrations)。   你没有见过这些物体,但你其实可以预测出:与这些物体之间可能发生哪些交互。而这些,可以自然地与我们前面讲的一切结合起来,帮你发现技能,帮你推理这些原子技能如何被串联起来,以完成长程的操作任务。   这里还有一个办公室的例子。用三维扫描得到的笔记本电脑和显示器的网格有大量伪影,但系统依然能够泛化,去预测与它们交互的可能方式。   ![图片](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=6dbc1c31&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fsz_mmbiz_gif%2FcNFA8C0uVPsftdZPOcWcnkWugp5Shs2EFib7ZU93GBp4DqVXhrOBCQKQzxcyAIzj1mUKiawHRm6xD4obGgROJm7Q%2F640%3Fwx_fmt%3Dgif%26from%3Dappmsg%26tp%3Dwebp%26wxfrom%3D5%26wx_lazy%3D1) **05** 向视频模型借一个世界 我们还尝试了另一种稍微不同的路径。   前面我们用的是编码器—解码器框架,去发现单个物体内在的自由度。这里我们想问的是:能不能更多地去借助这些基础模型——视频扩散模型(video diffusion models),以及视频语言模型?   使用这些模型的一个好处是:它允许你用语言进行大量的引导(steering)。因为这些模型是在海量数据上训练的。这里有个例子。你有一个静态的 3D 场景,然后有一个文本提示。比如这个提示是:一个孩子跳上跷跷板。而我们想要的输出,是一个遵循这段文本描述的、动态的三维场景。   这条管线和前面的方法不同。前面我们用编码—解码框架去发现物体内在的自由度;这里我们试图借助这些未来的基础模型的力量,特别是视频扩散模型。   道理很简单:如果它们能够生成人类做各种事情的漂亮视频,那么它们一定已经捕捉到了关于“这些物体应该被如何移动”的某些知识。我们能不能把这些知识发现出来、蒸馏出来?   如果我们可以从这些模型里把它蒸馏出来,我们就能得到物体在三维中相互作用的序列。然后它本质上就变成了一个四维序列——三维中的物体在彼此交互。   具体做法是:假设我们有一组静态网格作为输入。你可以把它们转换成某种高斯表示(3D Gaussian Splatting),然后给它加上一个额外的时间维度,于是你就有了一个四维表示。   在最开始,它是静态的,你从高斯出发,加了个时间维度,但它随时间变化仍是静止的场景。而你的目标是:一旦有了这个四维表示,你当然可以把它渲染成视频。   你可以从多个视角渲染,得到多视角的静态视频。但它们看起来不会很真实。于是你会想:如果我有一个视频扩散模型,它本质上捕捉了“在给定语言提示下,某个视频出现的似然(likelihood)”,那我们能不能利用这些视频模型,把知识从视频模型里蒸馏出来,从而优化我们的表示、提升这些渲染视频的似然?   如果你在三维这个较低的维度上做这件事,你有一个静态场景,渲染成图像,送给图像扩散模型去计算似然,再用它来改进底层的三维表示——这个技术叫做分数蒸馏采样(Score Distillation Sampling,SDS)。   而这里我们做的,本质上是 SDS 的一个广义版本,并且是在三维、乃至四维上做。我们希望:用渲染出来的视频,用视频模型去计算一个分数,这个分数让我们可以进一步计算梯度,去优化底层的四维表示。   但如果你熟悉这一套,你就知道让它真正跑通是非常困难的。而在四维上让它跑通当然更难,因为你现在是在一个更高维的空间里做优化。   所以在实践中,我们不得不做出不少改动。比如为不同部分设计专门的数据结构和表示方式,也可能需要在空间和时间两个维度上都使用层次化的结构。   好,来看一个例子。这里我们有一个静态场景,由一组网格构成。我同样没有任何关于“机器人应该如何与这些物体交互”的演示。我只给了这个静态场景,外加一句语言提示:一个机器人手臂抓起一块砖。   ![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=42f617ae&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fmmbiz_png%2FXqAicMdcoiafP5BiarzxmsfMNkegnbFwNJScn98l1XWjpAVibVI7tk392WWuova7L2VAr3PpzdF6VdIOQeicicjiboZlesnADv8DfRrvvL6toLBfFM%2F640%3Fwx_fmt%3Dpng%26from%3Dappmsg) 你可以看到,系统正在为每个单独的物体生成交互状态序列,包括像机器人手臂这样的关节物体。你可以看到机器人手臂可能会如何与这块砖交互。   在某种意义上,我等于给了你免费的演示,机器人可以拿去学习真正的运动技能,学会如何把物体抓起来。这里是另一个例子:输入的是一个篮球和一个篮板的网格,提示是“篮球砸到篮筐并弹开”。你可以看到生成的交互序列相当真实。  你也可以回到动物身上。输入一只猫和一个坐垫,文本提示是“一只猫跳上坐垫”。同样,生成的序列相当真实。就像我说的,这给了你关于交互序列的“免费演示”,所以你再也不必去遥操作机器人了。你甚至不需要采集视频,因为一切都是生成的。   所以你得到了“免费的”东西。来看这个例子:我有一块布,我说“生成一段人与这块布交互的序列”。你可以看到,在左边,因为所有东西都被蒸馏到了四维,你实际上得到了密集的点追踪轨迹(point trajectories)——你想要多密集就可以有多密集,因为一切都是生成的。这在某种意义上就给了你免费的监督信号。 机器人可以学着去完成这个任务,让物体以类似的方式运动。而在右边,你会看到一个真实的机器人正在学习执行完全相同的任务——并且没有任何演示。   不过我想说明的是,这里的物体是我们熟悉的。所以也许现有的模型在某个阶段之后也能做到这一点。   我认为我们其实应该——我们还没做,但我们应该尝试用一组全新的物体来做这件事。要真正超越 π0.5 这类模型的能力范围,去展示:对于任何新物体,以及与之交互的新方式,这个框架都能给出新的交互方式。这会很有意思,但我们还没做。   这里还有一个例子:让机器人合上一台笔记本电脑。   ![图片](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=6dbc1c31&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fsz_mmbiz_gif%2FcNFA8C0uVPsftdZPOcWcnkWugp5Shs2EFib7ZU93GBp4DqVXhrOBCQKQzxcyAIzj1mUKiawHRm6xD4obGgROJm7Q%2F640%3Fwx_fmt%3Dgif%26from%3Dappmsg%26tp%3Dwebp%26wxfrom%3D5%26wx_lazy%3D1) **06** 怎么判断一台机器人真的“想明白了” 好,这个 workshop 的主题是我们提出了各种各样的结构化表示,用于机器人操作。但我们不能不去评估它们。   所以,稍微相关地,我们提出了几个不同的基准(benchmark),帮助我们从不同角度做评估。我打算每个大概讲一到两张幻灯片,给一个快速的概览——评估的对象既包括我们自己的系统,也包括其他人开发的系统,以及这些基础模型本身。   第一类评估,是我们做过的一个关于“推理的分解”(factorization of reasoning)的工作。  你现在有了所有这些具身推理(embodied reasoning)系统,但推理本身是个黑箱。那么:我们如何把推理拆开来,评估它们在多大程度上做出了有效的预测、在多大程度上正确地推理了动作?   众所周知,在传统的机器人规划里,人们总是把问题设置成一个 POMDP(部分可观测马尔可夫决策过程)。你有一组状态,你对状态的观测随着你看到更多东西而更新,你还要构建某种表示。   受这个框架启发,你总可以说:这里有一个状态空间,一个观测空间,一个动作空间。但这个基准想做的事情是,你可以把所有的基础模型,或者任何你有的模型放进来,然后评估:这些模型在多大程度上正确预测了状态的变化?在多大程度上正确预测了动作?   ![](https://wechat2rss.bestblogs.dev/img-proxy/?k=dc4c299f&u=https%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fmmbiz_png%2FXqAicMdcoiafMSzuXsfjk1a3hs3lH2FGkQricicgIEXKUIicJcPcCQia7T7aId5QxRHBVytEaaYFbkj2Aib9OxS0oGkDuZicHIVOljKfjxD2DibOibiaH8%2F640%3Fwx_fmt%3Dpng%26from%3Dappmsg) 这里有个难点:动作空间非常大。所以很难说:如果模型输出了某些动作,它未必与真值动作相同,但它可能依然有效。那你如何评判它对不对?  所以,这个基准的设置方式不是直接让模型产生动作,而是给你一组动作,要求你重新排序,让它们与你观测到的状态变化相对齐。   你会看到初始时刻的状态,以及它们随时间如何变化、如何演化。然后给你若干个动作,你要回答:哪个动作先执行?之后执行哪个动作?从而实现所有这些状态变化。   这就是这个基准的设置方式。它叫 Inact,今年发表在 CoRL 上。  但它仍然是被动的——你只是在预测动作而已。  所以我们在做的另一个基准,叫做“具身空间智能基准”(Embodied Spatial Intelligence Benchmark)。在这个基准里,你的智能体(agent)是真的可以移动的。   你可以说“我要向前走”,然后它就真的向前走了。所以不再是“给你一组动作,你重新排序”,而是允许你向前走。然后你必须回答并预测一系列问题,而有时候你必须先移动,才能正确回答。   比如,在物体被遮挡之后,你被问到一个问题——“某个东西的几何形状是什么?”。你就必须绕过去看才行,这个基准的设置方式是:有一批任务,多数以问答的形式呈现,但你被允许移动着去回答这些问题。 这些问题分为十个类别,基本上归为四组:关于三维表示的推理、关于数量的推理、关于布局的推理,以及关于目标导向动作的推理。其中还包含大约 29 个子类别。   最后,我们还在建一个规模非常大的东西。我从 2020 年就开始做它了,到现在已经六年。这是一个真正庞大的工程——为交互式环境中的家庭日常活动(household activities)建立基准。   你可以看到它非常复杂:你有一个仿真环境里的真实机器人,你必须处理所有这些不同的活动——打扫房间、清理浴室、整理餐桌,什么都有。你可以做一切事情:可以向前走,可以行动,但你必须完成这些长程活动。   而这些活动的选择,并不是研究者拍脑袋想出来的

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