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物理AI的“ChatGPT时刻”还有多远?Arm给出三阶段路线图

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人工智能(AI)的浪潮正从数字世界涌向物理世界。


当科技巨头们仍在万亿参数模型上展开算力竞赛时,Arm公司物理AI机器人技术研究全球负责人Federico Pecora指出:“具备自适应能力的机器人,不能仅依靠运行更大的模型。”



Arm物理AI机器人技术研究全球负责人Federico Pecora


这一观点对半导体行业和资本市场而言,无异于一次信号灯的切换:物理AI的下半场,不再是算力与参数的堆叠,而是系统架构的深度重构。Arm试图回答一个核心问题:在通用人工智能(AGI)全面成熟之前,如何让机器人在功耗、散热和安全的约束下,真正像人一样“思考”和“行动”?


一个被低估的商业变量


在Arm的技术坐标系中,机器人能力的演进正经历三个关键阶段,并直接决定其商业价值的释放速度。


Pecora指出,第一阶段是跨对象泛化,即机器人能在同一任务流程中处理不同类型的对象,无需重新训练或编程,已在分拣、物流、零售等场景中得到验证;第二阶段是多任务智能,统一智能平台支持多种任务执行,机器人可按任务需求切换能力组合;第三阶段是系统级自适应——终端用户和机器人自身都能根据环境变化完成能力调整,无需重新开发、训练或部署。


“泛化能力的商业价值在于显著降低机器人适配和部署到新场景、新流程及新任务的成本与复杂性。因此,泛化能力被视为推动机器人技术实现规模化落地的关键能力,而如何以高效计算支撑这种能力,也成为Arm重点聚焦的核心挑战之一。”Pecora说。


在他看来,真正具备自适应能力的机器人,不仅要适应不同物体,更要适应不同场景和任务类型。若每个新场景都要重新训练或编程,边际成本将无法通过规模化摊薄。只有实现系统级自适应,机器人才能像人类员工一样,进入陌生超市、听懂模糊指令、自主完成任务。


这种泛化能力被视为机器人从“专用工具”走向“通用员工”的关键,但它不仅是算法升级,更是对计算架构的极限挑战。为具象化这一挑战,Pecora用“人形机器人在超市购物”的场景作了说明。


想象一下,用户带着机器人进入一家陌生超市,下达指令:“推辆购物车,跟我来”;“我去挑选蔬菜,你去取一袋10公斤的大米,稍后在乳制品区碰面(图1)。”



图1:人形机器人在超市购物的场景示意图。(来源:Arm)


这两个看似简单的指令,实则包含三个高难度的技术挑战:


  • 推车跟随(移动操作一体化):机器人从未接受过“推车”的专项训练,而推车改变了其动力学特性(惯性变大),必须实时调整制动和路径规划,同时遵守社会行为规范、避开行人。


  • 无图寻路(常识推理):机器人没有超市的预建地图,必须依靠大模型赋予的“常识”——知道大米在谷物区、酸奶在乳制品区——并通过识别货架商品反推自己的位置。


  • 装载重物(动态适应):10公斤大米放入购物车后,系统的物理属性瞬间改变,机器人必须在没有预训练数据的情况下自主适应负载变化,防止翻车或失控。


“难点不在于单项技能,而在于对各项技能进行自主组合。”Pecora强调,学术界倾向于拆解问题、推动单项突破,产业界则将能力集成以支撑特定产品或流程,两者之间形成关键的行业缺口——“缺少一个能够动态组装、调度、部署并管控机器人各项能力的智能层(图2)。”



图2:机器人自适应能力相关研究与人形机器人技术进展。(来源:Arm)


为什么“更大的模型”不是答案


Arm认为,单纯依赖“更大的模型”行不通。在资源受限的边缘端设备上,必须解决四个相互纠缠的系统级问题,这也是Arm未来五年构建计算平台的核心逻辑。


首先,能力如何实现?


机器人无法依靠单一模型完成所有任务,而需为不同环节匹配合适的模型、策略、规划器和控制器:视觉语言动作模型生成试探性动作,视觉语言模型识别可操作对象,大语言模型辅助生成控制器逻辑,参数化控制器输出安全可靠的动作。这些模块需共驻运行、共享内存与带宽,协同生成最终行为。


其次,能力如何协同?


机器人工作负载具有不同时间尺度:碰撞检查必须即时响应,导航和操控需要持续更新,而“定位大米位置”这类高层推理往往突发、异步出现。若缺乏明确的时序结构和优先级调度,这些能力就会争抢计算资源,导致延迟,影响效率甚至带来安全风险。


第三,能力如何映射到计算资源?


没有预建环境地图时,机器人需依靠本地智能完成感知、场景理解和路径规划,并逐步构建可供多个模型共享的语义地图。


边缘和云计算可作为补充,但机器人不能依赖周边基础设施始终在线、实时响应;响应能力、自主决策和安全性要求大量智能计算在本地完成。


这带来重要的系统架构挑战:如何在CPU、专用加速器、内存和通信链路之间合理划分计算任务,在发挥异构计算优势的同时降低数据搬运成本,实现更高性能与能效。


最后,能力如何管控?


随着机器人自适应能力增强,行业关注的不再只是碰撞规避、速度限制和力控制等基础安全问题,还包括时空规则、任务偏好及场景行为规范等更高层约束。黑盒式AI策略难以检查、诊断和约束,安全屏障、运行时保障、控制问题建模和备用控制器必须随系统变化保持有效,确保安全约束始终可被强制执行。


这不仅是技术路线的选择,更是商业模式的考量。Pecora提出,未来计算平台需要“灵活扩展”:无论人形机器人、轮式机器人还是机械臂,开发者都应基于指令集架构(ISA)一致的同一套基础平台开发,降低适配成本,加速创新落地。


泛化能力的第一层级,是实现软件、模型与技能的跨任务复用;更高阶的泛化,可让工厂、商超等终端用户通过演示或语言指令完成自适应配置;最高成熟度阶段,机器人可实现完全由环境上下文驱动的自主自适应。这将大幅降低系统集成成本,拓宽可覆盖的用例范围。


从计算架构到生态整合


Arm正在做的,是试图为物理AI打造一个类似移动互联网时代的“统一底座”。


在这个底座上,硬件不再碎片化,软件可从云、边缘一路延伸到物理AI设备端,实现跨层级无缝迁移。Arm广泛的生态系统也将推动业界持续创新,使灵活、自适应的物理AI智能体得以实现——甚至无需等到AGI全面成熟。


在芯片路线选择上,Arm的立场是“灵活扩展但不碎片化”。Pecora表示,定制化能力未来非常重要,因为不同机器人应用场景在功耗和散热限制上差异巨大——有些可依托边缘计算卸载部分任务,另一些则需在户外或断网环境中完全依赖本地算力。未来平台需在CPU、加速器、内存和带宽等维度灵活扩展,但底层技术基础应保持统一。


狂热背后的冷思考


在人形机器人赛道被资本与舆论推向高潮的当下,Pecora提供了一种冷静的思考。


在他看来,人形机器人最受关注,并非主要因为类人外形,也不仅因为更适合在人类环境中工作,更重要的是它承载着实现泛化和适应能力的潜力——产业界本质上期待它比专用机器人更容易适应新场景和新需求。


同时,研发人形机器人积累的核心技术——尤其是在移动中完成感知、规划与操作的复杂能力——可迁移到轮式机器人、工业臂等其他形态,底层技术逻辑相通。对人形机器人的投入,本质上是在推动整个机器人产业核心能力的跃迁。


至于物理AI的技术天花板,Pecora认为,瓶颈并非AGI是否成熟,而在于机器人能否在动态变化的真实世界中始终维持稳定、可靠的表现,具体体现在三个层面:


  • 从故障中恢复的能力:当意外发生时,机器人能否自主调整,而非直接“宕机”。


  • 满足实时响应的要求:在毫秒级的时间内做出决策,以应对突发状况。


  • 在多重约束下运行:始终在安全、功耗、散热与算力的物理限制内工作。


“行业已经拥有了视觉-语言-动作(VLA)模型、世界动作模型以及基于经典优化方法的控制器等多种技术路线。”Pecora分析称,“但机器人仍然缺乏一种更高层次的能力,即根据具体场景需求,对这些分散的能力进行有效的协调、编排和组合。”


这意味着,物理AI的突破并不需要等待全知全能的AGI降临,它真正需要的是一个能让现有技术路线高效协同的“智能层”与计算底座。而这正是Arm的战略位置——不仅做芯片供应商,更要成为定义这个“智能层”的架构师。


(责编:Franklin)

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