這項由阿里巴巴達摩院的鄧榮豪、袁語騫等研究人員領導的突破性研究于2025年8月發(fā)表,論文題目為《RynnEC: Bringing MLLMs into Embodied World》。感興趣的讀者可以通過論文地址https://github.com/alibaba-damo-academy/RynnEC訪問完整研究內容。
想象一下,如果你的家用機器人在幫你整理房間時,不僅能識別出桌子上的杯子,還能準確判斷這個杯子距離你多遠、它是什么材質做的、甚至能預測你伸手能否夠到它。這聽起來像科幻電影中的場景,但阿里達摩院的研究團隊已經讓這一切成為可能。
當前的智能機器人就像一個聰明但近視的助手。它們雖然能理解人類的語言指令,也能看到周圍的環(huán)境,但在精確理解物理世界方面卻表現得相當笨拙。比如,你讓機器人拿桌上的紅色蘋果,它可能會困惑于到底哪個是你要的那個紅蘋果,或者判斷不出蘋果究竟在桌子的哪個位置。這就好比讓一個從未離開過書房的學者去廚房做飯一樣,理論知識豐富,但實際操作能力有限。
RynnEC的出現就像給機器人配上了一副高清眼鏡,不僅讓它們看得更清楚,還能像人類一樣理解空間關系和物體屬性。這項技術的核心創(chuàng)新在于,它能夠處理視頻中的精確區(qū)域信息,就像人類看電影時能準確指出銀幕上任何一個角色或物品的位置一樣。更令人驚訝的是,RynnEC不僅能"看懂"當前的環(huán)境狀況,還能預測和推理空間關系,比如判斷移動某個物體是否會碰到其他東西。
研究團隊面臨的最大挑戰(zhàn)是如何讓機器獲得足夠的"生活經驗"。就像教一個孩子認識世界需要大量的觀察和實踐一樣,訓練RynnEC也需要海量的真實場景數據。然而,獲取高質量的三維標注數據既昂貴又耗時。聰明的研究人員想出了一個巧妙的解決方案:他們開發(fā)了一套基于普通視頻的數據生成流水線,就像用普通的家庭錄像就能制作出專業(yè)的教學材料一樣。
這套流水線的工作原理頗為巧妙。首先,系統(tǒng)會自動識別視頻中的所有物體,就像一個細心的觀察者在看電影時記錄每個出現的道具一樣。接著,它會為每個物體生成詳細的屬性描述和空間關系信息。這個過程就好比請一位經驗豐富的室內設計師觀看你的房間視頻,然后詳細描述每件家具的特點、位置和相互關系。
為了驗證RynnEC的能力,研究團隊還專門設計了一套名為RynnEC-Bench的測試基準。這套測試就像給機器人設計的"駕照考試",包含了22種不同的認知能力測試項目。測試內容涵蓋了從基礎的物體識別到復雜的空間推理,就像從簡單的"這是什么顏色"到困難的"如果你向左轉90度,那個書架會在你的什么方位"這樣的問題。
測試結果令人振奮。RynnEC在這套嚴格的測試中表現出色,甚至超越了一些知名的大型人工智能模型。更重要的是,研究團隊還開發(fā)了兩個版本:一個擁有70億參數的高性能版本,適合需要精確處理的場景;另一個只有20億參數的輕量版本,可以在普通設備上運行,性能損失卻微乎其微。
RynnEC的訓練過程采用了漸進式的方法,就像教孩子學習一樣,從簡單到復雜,循序漸進。整個訓練分為四個階段:首先教會系統(tǒng)基本的視覺理解能力,然后逐步加入物體屬性認知、空間關系理解,最后訓練精確的目標定位能力。這種方法確保了系統(tǒng)在每個階段都能穩(wěn)固掌握相應技能,避免了"貪多嚼不爛"的問題。
在實際應用測試中,RynnEC展現出了令人印象深刻的實用性。研究團隊讓搭載RynnEC的機器人在模擬家庭環(huán)境中執(zhí)行復雜任務,比如"把籃球放到網球拍旁邊的白色盒子里"這樣需要多步推理的指令。機器人不僅能準確找到目標物體,還能判斷路徑是否暢通,甚至預測執(zhí)行動作時是否會碰到其他物品。
這項技術的突破性意義在于,它為機器人提供了類似人類的空間認知能力。當人類說"把那個紅色的杯子拿過來"時,我們自然而然地知道說話者指的是哪個杯子,也能判斷拿取過程中需要避開哪些障礙?,F在,RynnEC讓機器人也具備了這樣的能力。
從技術角度來看,RynnEC的架構設計頗具匠心。它的核心包含三個主要組件:基礎的視覺語言理解模塊、專門處理區(qū)域信息的編碼器,以及用于精確定位的解碼器。這種模塊化設計就像組裝高級音響系統(tǒng)一樣,每個部件都有明確的分工,既保證了整體性能,又便于后續(xù)的升級改進。
特別值得一提的是,RynnEC在處理視頻信息時展現出了出色的時空理解能力。它不僅能理解靜態(tài)的空間關系,還能追蹤物體在時間序列中的變化。這就好比看一部電影時,我們不僅知道每個場景中角色的位置,還能理解他們的移動軌跡和相互關系的變化。
研究數據顯示,RynnEC在物體認知任務中獲得了61.4分的優(yōu)異成績,在空間認知任務中達到了54.5分,這個成績比目前最先進的通用人工智能模型高出了10.7個百分點。更令人驚訝的是,體積更小的RynnEC-2B版本在保持接近性能的同時,大大降低了計算需求,這意味著未來可能在普通家用設備上部署這樣的技術。
當然,這項技術目前還存在一些限制。比如在某些復雜的動態(tài)場景中,系統(tǒng)的表現還有提升空間。研究團隊坦率地承認,在運動想象和某些精細操作任務上,RynnEC仍需要更多的訓練數據和算法改進。但這些局限性更像是成長中的煩惱,而非根本性缺陷。
展望未來,RynnEC的應用前景極其廣闊。在家庭服務機器人領域,它能讓機器人真正理解家庭環(huán)境,執(zhí)行從簡單的整理收納到復雜的烹飪輔助等各種任務。在工業(yè)自動化方面,它能幫助機器人在復雜的生產環(huán)境中精確操作,提高效率的同時保障安全。甚至在醫(yī)療護理、教育輔助等領域,這項技術也有望發(fā)揮重要作用。
研究團隊表示,他們正在兩個主要方向上繼續(xù)改進RynnEC。一個是增強系統(tǒng)的推理能力,讓機器人能處理更復雜的多步驟任務。另一個是開發(fā)統(tǒng)一的感知和規(guī)劃框架,將視覺理解能力與行動規(guī)劃能力更緊密地結合起來。這就像是在培養(yǎng)一個全能型的智能助手,不僅要有敏銳的觀察力,還要有出色的執(zhí)行能力。
從更宏觀的角度來看,RynnEC代表了人工智能發(fā)展的一個重要里程碑。它不僅僅是技術上的進步,更是向真正智能的機器人助手邁出的重要一步。當機器人能夠像人類一樣理解和推理物理世界時,它們就不再是簡單的工具,而是能夠真正協(xié)助人類解決復雜問題的智能伙伴。
這項研究的意義還在于,它為整個機器人行業(yè)提供了一個新的發(fā)展方向。傳統(tǒng)的機器人往往專注于特定任務,缺乏靈活性。RynnEC展示了通用智能的可能性,一個系統(tǒng)可以適應各種不同的環(huán)境和任務。這種通用性將大大降低機器人技術的應用門檻,讓更多領域能夠受益于智能機器人的幫助。
隨著RynnEC技術的不斷完善和普及,我們有理由相信,未來的智能機器人將真正成為人類生活和工作中不可或缺的伙伴。它們不僅能理解我們的指令,更能理解我們所處的環(huán)境和需求,提供真正貼心而有效的幫助。這個未來或許比我們想象的更近。
Q&A
Q1:RynnEC是什么?它能做什么?
A:RynnEC是阿里達摩院開發(fā)的視頻多模態(tài)大語言模型,專門為機器人的空間認知設計。它能讓機器人像人類一樣理解物理世界,不僅能識別物體,還能判斷物體的位置、距離、大小等空間關系,甚至預測動作結果,幫助機器人執(zhí)行復雜的現實任務。
Q2:RynnEC比其他AI模型強在哪里?
A:RynnEC的最大優(yōu)勢是能處理視頻中的精確區(qū)域信息和空間關系。它在物體認知和空間認知測試中的成績比目前最先進的AI模型高出10.7個百分點,而且提供了輕量版本,可以在普通設備上運行。更重要的是,它專門針對機器人的實際應用需求設計。
Q3:普通人什么時候能用上RynnEC技術?
A:雖然RynnEC目前還處于研究階段,但研究團隊已經開源了相關代碼和模型。隨著技術的不斷完善,預計在未來幾年內,我們就能在家用服務機器人、智能家居等產品中看到這項技術的應用。輕量版本的存在也讓這項技術更容易普及到消費級產品中。
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