机器人训练，北京男大有了技能玩法

西风
2025-11-08
12:51:34

来源：量子位

一水 发自 凹非寺

量子位 | 公众号 QbitAI

还得是大学生会玩啊（doge）！

网上正高速冲浪中，结果意外发现：有男大竟找了个机器人队友？而且机器人还相当黏人（bushi~

白天超市打工它要跟着，一看东西装好就立马乐颠颠帮忙拉小推车，上楼下楼忙个不停：

等到中午去食堂兼职，它也自告奋勇帮忙推餐车，而且指哪打哪（拍拍头就知道你想让它停下）：

甚至，一天劳作结束后，连健身它也要一起。既然来都来了，男大表示：那就练起来！

笑死，感觉可以以机器人视角去拍vlog了，标题就叫《高能量之机器人的一天》。

言归正传，不知道大家发现没有，图中男大和机器人伙伴的交流都是通过拍拍头、拉拉身体搞定的，既没有遥控、也没有语音。

这就有点东西了！要知道目前绝大多数机器人都是靠外部传感器（摄像头、激光雷达等）和遥控驱动的，而这群男大竟提出了一种全新的方式——仅通过“本体感知（Proprioception）”就能和外界交互。

好好好，搞半天人家这还是个技术含量很高的正经研究，而且连论文都有。

速去扒了一扒，结果发现里面还真有不少好东西、新东西——

强化学习新方法：仅依赖本体感知搬运各种物体

先说说他们想解决什么问题吧。

在“人机协作搬东西”这一核心场景中，相关技术已在机械臂上验证充分，但在人形机器人领域仍探索不足。

这主要是因为人形机器人复杂的“全身动力学” ——相比机械臂仅需控制局部关节，人形机器人需要协调躯干、四肢等多个部位，且运动过程极易受自身平衡、环境接触等多因素影响。

于是，他们设定了一个大胆的目标：实现人形机器人与人类完美协作搬运各种东西。

为此，他们在论文中提出了一种全新的强化学习方法COLA——不依赖摄像头、激光雷达等外部传感器，机器人仅通过“本体感知（Proprioception）”就能和外界进行交互。

具体而言，COLA的设计思路可以拆解为以下3点：

让机器人学会“眼里有活儿”

第一点就是教会机器人如何“眼里有活”。

想象你正在和机器人一起搬柜子。传统机器人往往比较呆板——需要分别设计“机器人主导（领导者）” 和“人类主导（跟随者）” 两种独立策略，切换时容易卡顿。

而COLA将这两种情况整合到一个统一策略中：

• 当你发力稳定、方向明确时，机器人就化身“跟随者”，配合你的动作。
• 当你犹豫或柜子有倾斜风险时，它会立刻切换成“主导者”，主动调整动作稳住平衡。

无需任何人工干预或额外指令，机器人自己就能实现两种角色的丝滑切换。

不信你瞅，它现在搬东西上斜坡也不在话下：

在动态实战中训练

此外，为了让COLA能应对真实世界的混乱，它的训练场是一个高度动态的闭环环境。

一方面，为避免模型仅在固定轨迹搬运中有效，他们在训练时模拟了各种突发状况，例如人类突然转向、物体重量分布变化、手部打滑……主打一个实战演练。

另一方面，训练过程中会逐渐形成一个闭环——机器人的动作会实时反馈给环境（如物体位置变化），环境变化又反过来影响机器人的决策（如物体倾斜后机器人需调整力度），形成“决策-反馈-再决策”的循环，就像真实搬运中持续的“你拉我推”。

点击就看人机反复推拉之术（手动狗头）：

仅依赖 “本体感知”，无需外部传感器

“岗前培训”结束后，接下来真进入实战环节了。

前面也反复提到，COLA的关键优势之一是“不依赖外部传感器”，仅通过机器人的“本体感知”就能接收获取信息。

所谓“本体感受”是指机器人自身的内置感知数据，比如关节角度、肌肉执行器的力度反馈、自身的位置/速度信息等。采用这种设计，机器人这下不仅能免受外部环境干扰（如光线昏暗影响摄像头），而且交互方式也大变样了。

很直观的一点就是，一直以来广受吐槽的遥控这下真没了。

搬箱子一人一机就能搞定：

之所以能抛弃传感器，这主要得益于关键两步：

• 残差教师微调：先让机器人学会稳定的运动策略，然后引入一个残差教师模型，专门学习在搬运协作中需要做出的额外调整（如何打配合），最终将两者结合微调出一个完整的协作策略；
• 仿真训练与知识蒸馏：上述过程全部在仿真环境中完成，可以快速、安全地模拟数百万次训练。训练出强大的“教师”后，再通过知识蒸馏技术，将其能力迁移到一个更轻便、更适合在实体机器人上运行的“学生策略”中。

正是这个精巧的设计，让它彻底告别了传感器。 因为在整个过程中，无论是基础的运动能力，还是高级的协作技巧，模型学习和决策的全部依据，都来自于机器人的本体感知数据。

而且值得一提的是，这种设计也降低了硬件成本和系统复杂度，毕竟现在无需耗费时间金钱在外部传感器的采购和软硬件集成上了。

整体而言，COLA的终极目标不是去“猜”人类具体在想什么，而是通过本体感知数据“隐式预测（Implicitly Predict）”两个关键信息：

• 物体的运动趋势（会不会翻？要往哪倒？）
• 人类的协作意图（他想转弯吗？需要我多出力吗？）

最终，以“维持负载平衡”为核心指标，整个过程通过协调的轨迹规划来实现安全、顺滑的人机协作。

仿真/真实世界/人类用户实验，均验证了COLA的有效性

更多实验也验证了COLA设计的有效性。

在仿真实验中，通过可控虚拟环境，他们想精确测量COLA对人类effort（指用力大小、肌肉疲劳度）和物体稳定性的影响。

结果发现，不管是运动的精准度（线速度、角速度、高度误差），还是减轻人类搬运时的负担（平均外力），COLA系列都比之前的显式目标估计、Transformer方法强很多。

而且其中以“领导者”思路设计的COLA-L比“跟随者”COLA-F表现更突出，能更好地帮人类分担负载、保持稳定。

在真实世界中，面向不同类型物体（如规则形状的箱子、柔性物体担架等）和不同运动模式（如直线走、转弯等），他们还测试了COLA的泛化性。

结果发现，COLA在所有测试场景中均实现了“稳健的协作搬运”，相关定量结果如下：

除此之外，他们还找来了23名人类参与者，让他们分别体验与“COLA控制的机器人”和“其他基线方法控制的机器人”进行协作，然后通过问卷和动作传感器来收集主客观感受。

结果显示，COLA方法在参与者的评估中表现最好，无论是在高度跟踪还是平滑性方面都拿到了最高分。

“人机协作新范式”中国团队造

最后再来看看COLA背后的团队，成员清一色来自国内。

三位同等贡献作者均来自北京通用人工智能研究院：

Yushi Du，目前是香港大学电机及电子工程系刚入学新生，由于个人相对低调所以网上资料很少。

Yixuan Li，北京理工大学计算机科学与技术学院博士生。

从已发表的论文来看，他对人形机器人、3D场景理解与导航、以及人机协作等领域感兴趣。

Baoxiong Jia（兼通讯作者），北京通用人工智能研究院研究科学家。

本科毕业于北京大学，后获得加州大学洛杉矶分校硕博学位，对计算机视觉、AI和认知科学的交叉领域尤为感兴趣。

光是今年他就有多篇论文入选顶会，最新一篇关于统一力与位置控制的新论文就被CoRL 2025接收，并获得口头报告的机会（Oral）。

其他通讯作者分别为Wei Liang、Yanchao Yang和Siyuan Huang。

Wei Liang（梁玮），北理计算机科学与技术学院教授，负责领导感知、交互与具身化实验室（PIE Lab）。

她于2005年获得北理计算机科学博士学位，对计算机视觉、用于培训和教育的虚拟现实（VR）以及认知科学感兴趣。

前面提到的Yixuan Li大概率是她的学生，因为二人多次合发论文。

Yanchao Yang，香港大学助理教授，由电气与计算机工程系和数据科学研究所联合聘任。

本科毕业于中国科学技术大学，后获得沙特阿卜杜拉国王科技大学硕士学位，随后辗转至加州大学洛杉矶分校读博，并且曾在斯坦福大学做博士后研究。

他对具身智能感兴趣，致力于开发适用于低标注场景的自监督/半监督学习技术，以推动具身智能体的自主进化。

Siyuan Huang，北京通用人工智能研究院研究员，并担任该研究院具身人工智能与机器人研究中心主任。

本科毕业于清华大学自动化系，曾获得加州大学洛杉矶分校统计学博士学位，在读博期间还去了DeepMind和 Facebook Reality Lab实习。

目前他还在北京大学任教，对计算机视觉、机器学习等感兴趣，致力于开发通用机器人的泛化模型。

其余两位作者分别为Yutang Lin和Pei Zhou。

Yutang Lin，目前是北京大学元培学院大三学生，同时在北京通用人工智能研究院实习。

其研究兴趣集中在机器人技术、 计算机视觉和强化学习的交叉领域。

Pei Zhou，目前是香港大学电机及电子工程系博士生。和另一位同校同专业的朋友一样，网上资料也相对较少。

对于这项新研究，由于抛弃了目前常见的一些人机交互方式，人们预测它可能带来新的范式转变。

你看呢？

论文：
https://www.arxiv.org/abs/2510.14293
项目主页：
https://yushi-du.github.io/COLA/

参考链接：
https://x.com/siyuanhuang95/status/1980517755163185642

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