CABINET / Machines in Motion / 具身智能研究
具身智能研究
入口问题
具身智能的技术栈是什么样的?从传感器到学习策略到商业化部署,各层的技术成熟度、核心瓶颈和投资机会分别在哪里?
子问题
- 机器人的物理基础:执行器、传动、末端执行器的工程原理是什么?成本结构如何?
- 传感器如何决定机器人感知的上界?各类传感器的物理原理和产业格局?
- 底层控制与动力学:从电流到力矩到运动的控制链路如何工作?
- 机器人如何知道自己在哪里?SLAM和状态估计的核心技术?
- 机器人如何”看懂”世界?视觉基础模型如何改变机器人感知?
- 从感知到行动:运动规划、任务规划、抓取规划如何工作?
- 机器人学习的前沿:Diffusion Policy、VLA、Sim-to-Real 的技术细节?
- 从实验室到工厂:系统集成、安全标准、规模化部署的工程挑战?
- 产业格局:人形机器人竞争态势、中美差距、投资框架?
当前判断
待填
研究结构
本项目基于 具身智能全景学习框架 的九层架构,逐层展开深度研究:
| 编号 | 文件 | 对应层 | 主题 |
|---|---|---|---|
| 520.0 | 本文件 | 索引 | 项目索引与导航 |
| 520.1 | 机械结构与执行器 | Layer 1 | 自由度、电机、减速器、灵巧手、机器人形态 |
| 520.2 | 传感器与感知硬件 | Layer 2 | 相机、LiDAR、IMU、力传感器、触觉、标定 |
| 520.3 | 底层控制与动力学 | Layer 3 | 运动学、动力学、PID、阻抗控制、全身控制、实时计算 |
| 520.4 | 状态估计与SLAM | Layer 4 | 卡尔曼滤波、VIO、LiDAR SLAM、图优化、地图表示 |
| 520.5 | 感知与场景理解 | Layer 5 | 目标检测、开放词汇感知、3D感知、位姿估计、NeRF/3DGS |
| 520.6 | 规划与决策 | Layer 6 | 任务规划、运动规划、抓取规划、MPC、场景图 |
| 520.7 | 机器人学习 | Layer 7 | 仿真、Sim-to-Real、模仿学习、扩散策略、VLA基础模型 |
| 520.8 | 系统集成与部署 | Layer 8 | ROS2、DDS、安全标准、边缘计算、车队管理、OTA |
| 520.9 | 市场与产业格局 | Layer 9 | 人形机器人竞争、中美对比、成本曲线、投资框架 |
与507项目的关系
507项目研究AI的计算基础设施(芯片、GPU、半导体产业链、AI Infra),是”算力从哪来”的问题。 520项目研究AI的物理世界应用(机器人、传感器、控制、学习),是”算力用到哪去”的问题。
两个项目的交叉点:
- 边缘计算(NVIDIA Jetson)在507的GPU架构和520的系统集成中都出现
- 训练基础设施(分布式训练、推理优化)支撑520中机器人学习层的模型训练
- NVIDIA 同时是AI硬件和机器人软件栈(Isaac)的核心供应商
关键参考
- 具身智能全景学习框架:九层架构的知识点清单和学习路线图
- Claude的硬件学习框架:AI硬件八层架构(507项目的对应物)
- 文章:AI Infra(4):AI训练推理基础设施(与520.7的训练部分衔接)