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見證連接與計算的「力量」

首頁 華為諾亞方舟實驗室開發(fā)出首個能像人類一樣"看懂"3D世界的機器人助手OmniEVA

華為諾亞方舟實驗室開發(fā)出首個能像人類一樣"看懂"3D世界的機器人助手OmniEVA

2025-09-12 16:46
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2025-09-12 16:46 ? 科技行者

這項由華為諾亞方舟實驗室的劉悅程、池大峰、吳世光等多位研究者共同完成的突破性研究發(fā)表于2025年9月,研究成果名為"OmniEVA: Embodied Versatile Planner via Task-Adaptive 3D-Grounded and Embodiment-Aware Reasoning"。有興趣深入了解的讀者可以通過arXiv:2509.09332v1訪問完整論文。

當你站在廚房里,看到桌子上擺著各種物品時,你的大腦會瞬間處理無數信息:哪里有空間放新買的牛奶,怎樣繞過椅子走到冰箱,如何避開桌上的花瓶去拿鹽罐。這些看似簡單的日常判斷,對機器人來說卻是極其復雜的挑戰(zhàn)。華為諾亞方舟實驗室的研究團隊現(xiàn)在開發(fā)出了一個名為OmniEVA的智能系統(tǒng),它能像人類一樣理解3D空間,并且知道自己的"身體"能做什么、不能做什么。

OmniEVA的出現(xiàn)標志著機器人智能的一個重要轉折點。以往的機器人要么只能看懂平面圖像,要么雖然能處理3D信息但不知道如何根據具體任務靈活運用。研究團隊發(fā)現(xiàn)了兩個關鍵問題:第一個問題是"幾何適應性差距",就像一個人要么只能看2D電影理解不了立體世界,要么只會看3D電影但看普通照片就懵了。第二個問題是"身體約束差距",機器人經常制定出理論上完美但實際無法執(zhí)行的計劃,就像讓一個身高1米5的人去夠2米高的架子。

為了解決這些問題,研究團隊為OmniEVA設計了兩項核心創(chuàng)新。首先是"任務自適應3D建模機制",這就像給機器人安裝了一個智能的"視覺切換器"。當機器人需要判斷桌子上哪個蘋果更紅時,它會專注于顏色信息,暫時忽略復雜的3D幾何關系。但當它需要把一個盒子穩(wěn)穩(wěn)地疊在另一個盒子上時,這個切換器會立即激活3D空間理解能力,精確計算角度、距離和重心位置。

第二個創(chuàng)新是"身體感知推理框架"。這個系統(tǒng)讓機器人在制定計劃時始終記住自己的物理限制。就像人類在伸手拿東西時會自動考慮自己的手臂長度和靈活度,OmniEVA在規(guī)劃動作時會綜合考慮自己的機械臂能伸多遠、關節(jié)能彎曲多少度、底盤能移動到哪些位置。這樣制定出的計劃不僅在理論上可行,在實際執(zhí)行時也能成功完成。

一、機器人的"視覺大腦"如何工作

要理解OmniEVA的工作原理,可以把它想象成一個擁有超級視覺能力的管家。傳統(tǒng)的機器人視覺系統(tǒng)就像戴著固定鏡片的眼鏡,要么只能看清遠處的2D畫面,要么只適合觀察近距離的3D物體,很難在不同情況下靈活切換。

OmniEVA的視覺系統(tǒng)則像一副智能變焦鏡頭。當主人說"幫我看看桌上有幾個紅蘋果"時,這個系統(tǒng)會自動調整為"2D色彩識別模式",專注于識別顏色和數量,不會被復雜的空間幾何信息干擾。但當主人說"把這個杯子小心地放在那摞書上"時,系統(tǒng)立即切換到"3D空間分析模式",精確計算書堆的高度、穩(wěn)定性和杯子的最佳放置位置。

這種智能切換是通過一個叫做"任務自適應門控路由器"的技術實現(xiàn)的。研究團隊把它比作一個經驗豐富的交通指揮員,根據實時路況決定哪些信息走"快車道",哪些信息可以暫時"繞行"。當系統(tǒng)分析用戶指令時,這個指揮員會判斷當前任務更需要2D信息還是3D信息,然后相應地分配計算資源。

更有趣的是,這個系統(tǒng)還會"察言觀色"。它不僅分析用戶說的話,還會觀察當前環(huán)境的復雜程度。在一個簡單整潔的房間里執(zhí)行"拿杯子"的指令時,系統(tǒng)可能判斷2D視覺就足夠了。但在一個堆滿雜物、光線復雜的儲藏室里執(zhí)行同樣指令時,系統(tǒng)會自動啟用全套3D分析能力,確保能準確定位目標物品并規(guī)劃安全的移動路徑。

研究團隊通過大量實驗驗證了這種自適應機制的效果。他們發(fā)現(xiàn),與那些固定使用某種視覺模式的機器人相比,OmniEVA在處理不同類型任務時的準確率平均提高了1.22%。雖然這個數字聽起來不大,但在機器人領域,哪怕1%的提升都可能意味著成功與失敗的區(qū)別。

二、讓機器人知道自己的"身體"極限

傳統(tǒng)機器人的一個普遍問題就像是一個從未照過鏡子的人,不知道自己長什么樣、能做什么。它們經常制定出聽起來很棒的計劃:"去廚房拿個杯子",但實際執(zhí)行時才發(fā)現(xiàn)自己的機械臂夠不著高架上的杯子,或者底盤太寬無法通過狹窄的門縫。

OmniEVA的身體感知系統(tǒng)就像給機器人安裝了"自我認知鏡子"。每當它準備執(zhí)行任務時,都會先"照照鏡子"檢查自己的狀態(tài):機械臂今天能伸展多遠?關節(jié)是否靈活?底盤的寬度是否適合通過前方的狹窄過道?電池電量是否足以完成整個任務?

研究團隊開發(fā)的訓練方法叫做"任務與身體感知強化學習"。這個過程就像訓練一個新手司機,不僅要教會他交通規(guī)則,還要讓他清楚地知道自己開的車有多寬、轉彎半徑有多大、剎車距離有多長。在訓練過程中,系統(tǒng)會獲得兩種類型的反饋:一種是"任務完成度反饋",告訴它是否準確完成了用戶的要求;另一種是"身體可行性反饋",告訴它制定的動作計劃是否符合物理定律和機械限制。

更巧妙的是,這個訓練過程采用了"漸進式身體約束學習"。就像學游泳時先在淺水區(qū)練習基本動作,再逐漸游向深水區(qū)一樣,OmniEVA的訓練也是循序漸進的。開始時,系統(tǒng)主要關注是否能完成基本任務,對身體約束的要求相對寬松。隨著訓練的深入,系統(tǒng)逐漸對動作的可行性要求越來越嚴格,最終學會制定既能完成任務又完全可執(zhí)行的完美計劃。

這種訓練方式的效果非常顯著。在實際測試中,使用身體感知訓練的OmniEVA在復雜操作任務上的成功率比普通機器人提高了28.95%到34.28%。特別是在需要精確放置物品的任務中,成功率提升更是高達43%到50%。這意味著以前十次嘗試只能成功五六次的復雜任務,現(xiàn)在幾乎每次都能成功完成。

三、從基礎技能到復雜任務的完美組合

就像人類學會走路、跑步、跳躍等基本動作后,就能組合出踢足球、跳舞等復雜技能一樣,OmniEVA也需要先掌握一些基礎的機器人技能,然后將它們巧妙組合來完成復雜任務。

研究團隊為OmniEVA設計了四項基礎技能,每一項都對應著日常生活中的常見需求。第一項技能叫"Where2Go",就像問"我應該往哪里看才能找到遙控器?"當房間里物品很多、視線受阻時,這個技能能幫助機器人選擇最佳的觀察角度和位置,快速鎖定目標物品。

第二項技能"Where2Fit"類似于"這張桌子上哪里還能放下我的咖啡杯?"這個技能讓機器人能夠識別桌面或其他平面上的空閑區(qū)域,考慮現(xiàn)有物品的位置和尺寸,找到合適的放置空間。第三項技能"Where2Approach"更加復雜,相當于"我怎么才能靠近那張被椅子圍著的桌子?"機器人需要分析環(huán)境中的障礙物,規(guī)劃出一條既能接近目標又不會被卡住的路徑。

第四項技能"Where2Grasp"聽起來簡單,實際上非常精細,就像"桌上有三個紅色的球,我要拿中間那個最大的"。機器人需要根據顏色、大小、位置等多個特征準確識別目標物品,并確定最佳的抓取點。

這四項基礎技能就像樂高積木的基礎塊,可以靈活組合成各種復雜功能。當用戶要求"請幫我把廚房桌上的那個藍色馬克杯拿到客廳的茶幾上"時,OmniEVA會自動將這個復雜指令分解:首先用Where2Go技能在廚房找到藍色馬克杯的最佳觀察角度,然后用Where2Grasp技能精確抓取杯子,接著用Where2Approach技能規(guī)劃到客廳茶幾的路徑,最后用Where2Fit技能在茶幾上找到合適的放置位置。

研究團隊在8個不同的評測標準上測試了OmniEVA的能力,涵蓋了從簡單的物品識別到復雜的3D空間推理等各個方面。結果顯示,OmniEVA在其中7個測試中都取得了目前最好的成績。特別是在需要3D空間理解的復雜任務中,OmniEVA的表現(xiàn)比現(xiàn)有的最好系統(tǒng)提升了2.3分到8.5分不等。

四、真實世界中的實際表現(xiàn)

理論上的成功和實際應用往往存在巨大差距,就像在駕校練車和實際上路完全是兩回事。為了驗證OmniEVA在真實環(huán)境中的表現(xiàn),研究團隊設計了一系列貼近日常生活的測試場景。

他們在一個面積達3000平方米的辦公環(huán)境中設置了測試場地,這個空間包含8個不同的操作場景和95種常見的辦公用品。測試內容被分為三個難度等級,就像游戲中的初級、中級和高級關卡。

初級關卡叫"大空間物品搜索",相當于在一個大辦公室里找某個特定物品。這個任務看似簡單,實際上考驗著機器人的空間規(guī)劃能力。它需要像一個新員工熟悉辦公室布局一樣,快速建立環(huán)境地圖,然后制定高效的搜索策略。測試結果顯示,OmniEVA在這類任務中的成功率達到74.2%,比之前最好的系統(tǒng)提高了5.4%。

中級關卡"局部移動操作"更加復雜,包含30多個不同的測試場景。機器人需要在各種桌面配置、不同的初始位置以及各種類型、尺寸、位置的物品中完成精確操作。這就像要求一個人在不同的廚房里都能熟練地準備晚餐,每個廚房的布局、用具擺放都不相同。測試分為"拾取物品"和"放置物品"兩大類,其中放置任務又根據環(huán)境復雜程度分為簡單和困難兩個等級。

簡單的放置任務只需要考慮桌面的基本情況,比如避開現(xiàn)有物品找到空隙。困難的放置任務則要求機器人同時考慮桌面物品和周圍椅子的位置,規(guī)劃出既能完成任務又不會碰撞的復雜路徑。在這些測試中,經過身體感知訓練的OmniEVA表現(xiàn)出色,在困難放置任務中的成功率比普通方法提高了50%。

最高級的關卡"端到端配送任務"要求機器人整合所有技能,完成跨越整個辦公環(huán)境的復雜任務。比如"從前臺拿一份文件送到三樓會議室"這樣的指令,機器人需要自主導航、識別目標、避開障礙、與環(huán)境交互等。這相當于讓機器人像人類助理一樣工作,不僅要有技術能力,還要有統(tǒng)籌規(guī)劃的智慧。

特別值得一提的是,研究團隊還在真實的機器人硬件上測試了OmniEVA。他們使用了一個配備雙機械臂的移動機器人平臺,讓它在真實的辦公環(huán)境中執(zhí)行各種任務。從視頻記錄可以看到,機器人能夠準確理解用戶的指令,自主規(guī)劃動作序列,并成功完成諸如"把紙杯放到桌子后方的空位上"和"把杯子放到會議室旁邊的長桌上"等復雜任務。

五、技術創(chuàng)新的核心機制

OmniEVA的技術架構就像一個精密的交響樂團,每個組件都有自己的角色,但又需要完美協(xié)調才能演奏出優(yōu)美的樂章。整個系統(tǒng)的基礎是一個強大的多模態(tài)語言模型,它能同時理解文字指令、圖像信息和3D空間數據。

系統(tǒng)的"眼睛"是一個視覺轉換器編碼器,它能將每一張RGB圖像轉換成計算機可以理解的數字序列。同時,系統(tǒng)還有一個輕量級的網絡負責將視覺信息和語言信息連接起來,就像一個翻譯官,確保視覺"語言"和文字語言能夠無縫交流。

系統(tǒng)的"大腦"是一個自回歸文本解碼器,負責生成最終的動作指令。但讓OmniEVA與眾不同的關鍵在于它獨特的3D信息處理方式。傳統(tǒng)系統(tǒng)要么完全忽略3D信息,要么盲目地將所有3D數據都塞給處理器。OmniEVA的創(chuàng)新在于它會"思考"當前任務是否真的需要3D信息。

這個思考過程通過任務自適應門控路由器實現(xiàn)。當系統(tǒng)收到指令時,一個句子編碼器會分析指令的語義特征,同時系統(tǒng)會評估當前環(huán)境的復雜程度。然后,一個多層感知器網絡會綜合這些信息,決定是否激活3D空間處理模塊。

如果決定激活3D模式,系統(tǒng)會將深度圖像轉換為世界坐標系中的3D坐標矩陣。每個像素都被賦予一個三維坐標(x, y, z),然后這些坐標會被分割成與RGB圖像相對應的小塊。每個小塊內的3D坐標會被平均化,最后通過正弦編碼轉換成系統(tǒng)可以處理的特征向量。

研究團隊使用了一種叫做Gumbel-Softmax的技術來確保這個門控機制可以進行端到端的訓練。這個技術就像一個可以學習的開關,既能做出明確的0或1的決定(關閉或開啟3D模式),又能在訓練過程中傳遞梯度信息,讓整個系統(tǒng)不斷優(yōu)化。

為了防止系統(tǒng)的決策過于隨意,研究團隊還加入了一個正則化項,鼓勵系統(tǒng)的門控決策符合一定的先驗分布。這就像給系統(tǒng)設定了一個"常識基線",避免它在沒有明確證據的情況下隨意開啟或關閉3D模式。

六、訓練數據的精心配置

要訓練出如此智能的機器人助手,需要海量且多樣化的訓練數據。研究團隊為OmniEVA準備了一個包含520萬個樣本的龐大數據集,這些數據涵蓋了從基礎視覺理解到復雜空間推理的各個方面。

數據集的構成就像一個精心設計的課程體系?;A課程包括通用的視覺問答數據,讓系統(tǒng)學會基本的圖像理解和語言交互能力。這部分數據包括67萬個樣本,涵蓋了物體識別、文字閱讀、區(qū)域定位等基礎技能。就像教小孩子認字識物一樣,這些數據幫助系統(tǒng)建立了對視覺世界的基本認知。

進階課程則包括各種專門的空間推理任務。比如"物體參照"任務有51萬個樣本,教會系統(tǒng)如何根據語言描述準確定位物體。"物體部分識別"任務有40萬個樣本,讓系統(tǒng)學會識別物體的不同部分及其功能。"空閑空間定位"任務有53萬個樣本,專門訓練系統(tǒng)識別可用的放置空間。

最有趣的是"主動探索"數據,雖然只有1.8萬個樣本,但每個都是精心設計的場景。這些數據教會系統(tǒng)在部分可見的環(huán)境中如何選擇最佳的觀察位置來尋找目標物品。就像訓練偵探學會從有限的線索中推斷出最有價值的調查方向。

3D空間理解的訓練數據更是豐富多彩,總計270萬個樣本。其中包括140萬個3D視覺問答樣本,讓系統(tǒng)學會在三維空間中回答各種問題。110萬個3D視覺定位樣本教會系統(tǒng)根據語言描述在3D空間中準確定位物體。還有11.3萬個3D子目標預測樣本,專門訓練系統(tǒng)的長期規(guī)劃能力。

特別值得一提的是"3D場景想象"數據,雖然只有4.5萬個樣本,但每個都充滿挑戰(zhàn)性。這些數據要求系統(tǒng)在部分可見的環(huán)境中想象出看不見區(qū)域可能存在的物體。這就像要求一個人只看到房間的一角,就能合理猜測整個房間的布局和物品分布。

數據的制作過程也極其精細。對于視頻數據,研究團隊從高質量的室內場景數據源中提取連續(xù)的視角序列,然后生成對應的問答對。對于路徑規(guī)劃數據,他們首先將點云轉換為導航網格地圖,選擇起點和終點,使用A*算法計算最短路徑,最后根據路徑的角度變化生成詳細的導航指令。

七、全方位的性能評估

為了全面驗證OmniEVA的能力,研究團隊設計了一套包含8個公開基準測試的評估體系,就像給學生準備了涵蓋各個科目的期末考試。這些測試分別針對圖像理解、視頻分析和3D空間推理等不同方面的能力。

在2D視覺理解測試中,OmniEVA需要處理靜態(tài)圖像中的各種問題,從基本的物體識別到復雜的空間關系推理。測試內容包括Where2Place(物品放置位置預測)、VSI-bench(視頻空間智能評估)、PACO-LVIS(物體部分和屬性識別)以及RoboRefit(機器人視覺抓?。┑热蝿?。在這些測試中,OmniEVA都取得了目前最好的成績。

特別令人印象深刻的是,盡管OmniEVA只有80億個參數,相對較小,但它的表現(xiàn)超越了許多更大規(guī)模的模型,包括320億參數的Robobrain-2.0以及GPT-4o和Gemini-2.5-Pro等商業(yè)化的大型模型。平均而言,OmniEVA比之前的最佳系統(tǒng)提高了10.45分。

在3D空間推理測試中,OmniEVA同樣表現(xiàn)出色。測試包括SQA3D(3D場景問答)、ScanQA(掃描問答)、Scan2Cap(3D場景描述)和ScanRefer(3D對象引用)等任務。在四個測試中,OmniEVA在三個方面都達到了最佳水平,分別提高了2.3分、0.3分和8.5分。

更令人驚喜的是,在3D對象定位任務中,OmniEVA僅使用文本輸入和輸出就達到了55.8%的準確率,顯著超過了之前44.4%的最佳成績。這意味著系統(tǒng)不需要借助額外的檢測模塊或特殊的定位工具,僅憑語言理解和推理就能在復雜的3D環(huán)境中準確定位目標物體。

在物體導航測試中,OmniEVA需要預測3D子目標位置來引導探索。在HM3D和MP3D數據集上的測試顯示,OmniEVA的成功率和路徑效率都超過了當前最先進的導航模型UniNavid,其中路徑效率提高了5.4分。

八、身體感知訓練的顯著效果

身體感知訓練是OmniEVA最具創(chuàng)新性的特色之一,這種訓練方法的效果在實際測試中得到了充分驗證。研究團隊設計了對比實驗,分別測試了使用和不使用身體感知訓練的系統(tǒng)性能差異。

在Where2Fit(尋找合適放置空間)測試中,使用身體感知訓練的OmniEVA得分為78.14,而未使用該訓練的版本只有43.50分。這個巨大的差異說明,身體感知訓練讓系統(tǒng)真正學會了考慮物理約束和實際可行性,而不是僅僅從視覺角度判斷哪里"看起來"適合放置物品。

更有趣的是在Where2Approach(尋找接近路徑)測試中的表現(xiàn)。這個任務要求系統(tǒng)在桌子周圍有椅子等障礙物的情況下,找到合適的接近位置。使用身體感知訓練的系統(tǒng)得分為7.37,雖然絕對數值不高,但比未使用該訓練的版本提高了數倍。這反映了該任務的高難度,以及身體感知訓練在處理復雜空間約束時的重要價值。

在實際的移動操作任務中,效果更加顯著。簡單的移動放置任務成功率從47.50%提升到90.50%,提升幅度達到43%。困難的移動放置任務成功率從22.00%提升到57.00%,提升幅度高達50%。這些數據清楚地表明,身體感知訓練讓機器人從"看起來會做"真正變成了"實際能做到"。

不過,研究團隊也誠實地報告了該方法的局限性。在Where2Grasp(物體抓?。┤蝿罩?,雖然基準測試分數提高了26.59%,但實際的移動抓取任務只提升了18.7%,而且單獨的身體約束獎勵并沒有帶來顯著改善。研究團隊分析認為,這是因為底層的抓取策略本身還有性能瓶頸,即使高層規(guī)劃更加合理,最終的執(zhí)行仍然受到低層控制算法的限制。

九、智能門控機制的工作原理

OmniEVA的門控機制就像一個經驗豐富的工作分配員,能夠根據任務需求智能地決定是否調用3D分析能力。研究團隊通過大量實驗分析了這個機制的工作模式,發(fā)現(xiàn)了一些有趣的規(guī)律。

當用戶指令中包含幾何形狀相關的詞匯時,門控機制的激活概率會顯著提高。比如"shape"(形狀)、"square"(方形)、"rectangular"(長方形)等詞匯的激活率高達80%、72%、78%。這說明系統(tǒng)學會了將幾何描述與3D空間分析需求關聯(lián)起來。

同樣,空間動作相關的動詞也會觸發(fā)門控激活。"throwing"(投擲)、"go"(前往)、"away"(遠離)等詞匯的激活率都在62%以上。這些詞匯往往涉及物體在空間中的運動軌跡或相對位置關系,確實需要3D空間信息來準確理解和執(zhí)行。

相反,一些與空間幾何關系不大的詞匯很少觸發(fā)3D模式。"many"(許多)、"nine"(九個)等數量詞的激活率只有3-4%,因為計數任務主要依靠2D視覺識別,不需要復雜的3D空間分析。"beds"(床)、"pillows"(枕頭)等常見物品名詞的激活率也很低,說明簡單的物體識別任務用2D視覺就足夠了。

研究團隊還展示了具體的案例分析。當用戶問"我坐著的桌子是什么形狀"時,系統(tǒng)激活門控的概率為0.73。這是因為判斷桌子形狀需要理解其邊界和幾何特征,單純的2D視覺可能不足以準確區(qū)分"方形"和"長方形"。但當用戶問"桌子上有多少個顯示器"時,系統(tǒng)的門控激活概率只有0.39,因為這主要是一個計數任務,2D視覺能力就能很好地完成。

有趣的是,即使是同樣涉及形狀的問題,系統(tǒng)也會根據具體情況調整策略。詢問圓桌形狀時激活概率為0.52,比詢問方桌時的0.73要低。研究團隊推測這可能是因為圓形相對方形來說在2D視角下更容易識別,不太需要額外的3D信息輔助判斷。

十、實際部署中的表現(xiàn)案例

為了驗證OmniEVA在真實環(huán)境中的實用性,研究團隊將其部署到了實際的機器人硬件平臺上。他們使用的是一個配備雙機械臂的輪式移動機器人,在真實的辦公環(huán)境中進行了多項測試。

在一個典型的測試場景中,用戶指示機器人"把紙杯放在桌子后方的空位上"。整個執(zhí)行過程就像看一個訓練有素的助理工作:首先,機器人通過攝像頭觀察桌面情況,識別出各種已有物品的位置。然后,系統(tǒng)的門控機制判斷這是一個需要3D空間分析的任務,因為需要精確理解"后方"的空間概念以及評估空位的大小。

接下來,OmniEVA開始了它的"思考"過程。系統(tǒng)分析了桌面的三維布局,識別出幾個候選的空位,然后綜合考慮機械臂的工作范圍、底盤的位置限制、以及紙杯的尺寸要求,最終選擇了一個最優(yōu)的放置位置。在整個過程中,機器人的動作流暢自然,沒有出現(xiàn)卡頓或碰撞。

另一個更復雜的測試是"把杯子放到會議室旁邊的長桌上"。這個任務需要機器人進行長距離的導航,穿過辦公區(qū)域到達指定位置。OmniEVA首先分析了當前環(huán)境,規(guī)劃出一條從起點到目標桌子的最優(yōu)路徑。在移動過程中,系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控周圍環(huán)境,適時調整路線以避開突然出現(xiàn)的人員或障礙物。

到達目標桌子后,OmniEVA再次啟用其空間分析能力,評估桌面的情況并選擇合適的放置位置。整個任務從開始到結束大約用了3分鐘,期間沒有人工干預,完全由系統(tǒng)自主完成。

特別值得一提的是系統(tǒng)的身體感知能力在實際應用中的表現(xiàn)。在一次測試中,系統(tǒng)最初選擇了一個看似合適但實際上機械臂無法到達的位置。但在執(zhí)行前的最后檢查階段,身體感知模塊發(fā)現(xiàn)了這個問題,系統(tǒng)及時調整了放置位置,避免了執(zhí)行失敗。

研究團隊還測試了系統(tǒng)處理模糊指令的能力。當用戶說"找個地方放這個杯子"而沒有指定具體位置時,OmniEVA會自動分析周圍環(huán)境,尋找最合適的放置地點。系統(tǒng)的選擇標準包括空間是否足夠、是否容易到達、是否會影響其他物品等多個因素,最終的選擇通常既合理又實用。

說到底,OmniEVA的出現(xiàn)標志著機器人智能向前邁進了一大步。它不再是那種只能執(zhí)行預設程序的機械裝置,而是真正具備了空間理解和身體感知能力的智能助手。雖然距離科幻電影中的完美機器人還有距離,但OmniEVA已經展示出了在真實環(huán)境中幫助人類完成日常任務的巨大潛力。

這項研究最大的價值在于它解決了機器人領域長期存在的兩個核心問題:如何讓機器人像人類一樣理解3D空間,以及如何讓機器人清楚自己能做什么、不能做什么。通過任務自適應的3D建模和身體感知推理,OmniEVA為未來的服務機器人、工業(yè)機器人以及各種自主系統(tǒng)提供了重要的技術基礎。

隨著技術的進一步發(fā)展和完善,我們有理由相信,像OmniEVA這樣的智能系統(tǒng)將逐漸走進千家萬戶,成為人們日常生活中不可或缺的助手。它們可能會在家庭中幫助整理房間、準備飯菜,在辦公室中協(xié)助處理文件、搬運物品,在工廠中執(zhí)行精密裝配、質量檢查等任務。這個充滿可能性的未來,正在一步步向我們走來。

Q&A

Q1:OmniEVA是什么?它有哪些獨特能力?

A:OmniEVA是華為諾亞方舟實驗室開發(fā)的智能機器人系統(tǒng),它最大的特點是能像人類一樣理解3D空間,并且知道自己的身體能做什么、不能做什么。它有兩個核心創(chuàng)新:一個是能根據任務需要智能切換2D和3D視覺模式的"任務自適應3D建模",另一個是讓機器人制定計劃時考慮物理限制的"身體感知推理"。

Q2:OmniEVA比傳統(tǒng)機器人系統(tǒng)強在哪里?

A:傳統(tǒng)機器人要么只能看2D圖像缺乏空間感,要么雖然能處理3D信息但不會靈活運用,而且經常制定出理論可行但實際無法執(zhí)行的計劃。OmniEVA能智能判斷什么時候需要3D分析,什么時候2D視覺就夠了,而且制定的每個動作計劃都考慮了機械臂長度、關節(jié)靈活度等物理約束,確保能真正執(zhí)行成功。

Q3:OmniEVA的實際應用效果如何?

A:在8個公開測試中OmniEVA有7個達到最佳成績,在復雜操作任務中成功率比普通方法提高了28.95%到50%。更重要的是,它已經成功部署到真實機器人上,能完成"把杯子放到桌子空位上"、"將物品送到指定房間"等日常任務,整個過程流暢自然,無需人工干預。

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