人工智能与未来 课件 9.2 具身智能概述

EmbodiedIntelligence第9章

具身智能2035吴宁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应用领域目录CONTENTS9.5具身智能的最新发展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”与“智能”的关系

9.2.1具身智能概念在1950年，阿兰·图灵在其经典论文《计算机器与智能》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."‌具身智能特点：则需要与物理环境进行实时、紧密的交互，通过物理实体的感知与行动来学习和适应环境。离身智能特点：是指不依赖物理实体（通常指机械部件）存在的智能，通常基于算法和数据处理，能够在没有物理实体参与的情况下完成任务。9.2.1具身智能概念离身智能具身智能VS抽象的智能（围棋、文本处理、图像识别）有物理身体、与环境进行交互的具身智能9.2.1具身智能概念离身智能具身智能VS抽象的智能（围棋、文本处理、图像识别）有物理身体、与环境进行交互的具身智能9.2.1具身智能概念定义：一种基于物理身体进行感知和行动的智能系统，其通过智能体与环境的交互获取信息、理解问题、做出决策并实现行动，从而产生智能行为和适应性。实质：强调有物理身体的智能体通过与物理环境进行交互而获得智能的人工智能研究范式。思考：以认识篮球为例，具身智能和离身智能的学习过程分别是什么呢？9.2.2具身智能的三要素

具身智能同时需要具备本体、环境和智能三要素。

要素一：本体物理实体要素二：环境与真实物理环境交互要素三：智能能在交互中提升智能9.2.2具身智能的三要素

1.本体

本体是具身智能体存在的物理实体，如果没有相应的物理实体，智能体只能作为智能算法和软件存在与虚拟空间中。本体可以有多种形态，通常是机器人等物理实体，也可以是四足机器狗、太空机械臂、无人机、无人艇等。本体的存在是连接虚拟的数字世界和真实的物理世界的载体，本体的环境感知、运动和操作执行等能力会限制智能体的能力发挥。9.2.2具身智能的三要素

2.环境

具身智能体与虚拟空间的智能体最大的不同，在于它具有与现实物理环境的交互能力。具身智能不仅能感知现实物理环境，还能通过本体的机械部件行动来影响现实物理环境，并在与现实物理环境的交互中不断学习和适应。9.2.2具身智能的三要素

3.智能

具身智能体的智能与虚拟空间的智能体类似，也是通过智能算法和计算实现智能，但其最大的不同是具身智能体能够通过本体与物理世界的交互，像人类进化一样不断发展智能，实现可持续的智能进化。具身智能体可以利用大模型的知识理解和表达能力，在数据驱动的算法学习下，不断增强感知、决策以及行动能力，让感知与行动更紧密地连接在一起，赋能多种形态的物理实体实现智能增长。讨论：怎么理解“具身”？怎么理解“智能”？“具身”与“智能”有关系吗？1963年认知心理学家赫尔德和海因进行了一项关于小猫深度知觉发展的实验，将两只小猫置于不同的环境中：一只小猫可以在旋转木马中自由探索，通过主动行动来感知和理解周围环境；而另一只小猫则被固定在篮子里，只能被动地接受旋转木马带来的视觉刺激。实验结果显示，主动探索的小猫成功发展了正常的深度知觉，而被动观察的小猫则出现了深度知觉缺陷。9.2.3“具身”与“智能”的关系

这一对比清晰地揭示了行动在智能形成中的至关重要性，表明只有通过主动探索和实践，个体才能有效地构建和完善认知结构，促进智能的全面发展。对于具备智能也是如此，对于完成一个现实的任务，并不是把学习好的智能“脑袋”放到“身体”上就行，而是要让具备身体的智能在环境的交互中持续学习。9.2.3“具身”与“智能”的关系

9.2.3“具身”与“智能”的关系

离身智能认识篮球具身智能认识篮球收集各种各样的篮球图片并对图中的篮球进行标记给一个新篮球图片，能识别给一个真实的篮球摸一摸，拍一拍，加深对篮球的理解再见到篮球，能完成任务9.2.3“具身”与“智能”的关系

具身智能体的物理实体不再是一个简单的执行机构，而是在智能的形成和发展过程中起着至关重要的作用，实体的结构、形态和运动方式等都会影响智能体对环境的感知和理解，进而影响其决策和行为。9.2.3“具身”与“智能”的关