2025-07-16
嵇慧
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「實體AI」是什麼?簡單來說,就是「有身體的智慧」。它是一個結合了人工智慧與機器人學的前沿領域,強調智能體必須透過身體與環境的互動,才能學習、適應並進化。核心在於,將感知、行動與思考深度結合在一起。
想像一下,過去我們接觸的 AI,大多是「虛擬」的,像是手機裡的語音助手、電腦上的客服系統,它們只能透過文字或聲音與我們溝通,無法直接與現實世界互動。但實體 AI 打破了這個框架,它讓 AI 擁有了「身體」,能夠真實地感知周遭,並做出反應。
實體AI 的運作模式,可以類比為人類的「感覺-思考-動作」過程。
它透過各種感測器(如同人類的眼睛、耳朵、觸覺等)來「看」、「聽」、「摸」環境,收集資訊;接著,AI 大腦會分析這些資訊,做出判斷與決策;最後,透過機械手臂、輪子、關節等「肌肉」與「骨骼」,執行相應的動作。
實體AI並沒有固定的形態。人類目前被視為唯一具有通用具身智能(embodied intelligence)的個體,能學習並執行各種任務。但實體 AI的載體可以多元,不僅僅是機器人。像是機械臂、無人車、四足機器狗等,甚至未來可能出現更多創新的形式,都可能是具身智能的表現。
近年來,隨著 AI 大模型的蓬勃發展,實體 AI更是進入了快車道,成為人工智慧浪潮中的熱門方向。AI 不再侷限於螢幕和雲端,而是真正走進我們的生活。大模型讓機器模擬人腦部分功能變為可能,這意味著機器人有可能擁有「聰明的大腦」。把大模型和機器人結合,就形成了實體AI。
延伸閱讀:所羅門機器狗的AI智慧
實體AI的實現,離不開以下四大關鍵元素:
感測器就像是機器人的「五官」,讓它們能夠感知世界。
機器人的「視覺」主要靠相機來實現,讓它們「看」得見周遭環境,辨識物體的形狀、顏色、位置,甚至判斷距離和方向,例如分辨杯子與椅子並知道如何抓取。至於在複雜環境中如何前進,則有賴雷射雷達這位「探路者」,它透過發射雷射光束並測量反射時間,就能繪製出周遭環境的三維地圖,讓機器人能順利導航,像是在房間裡繞過家具走到指定位置。
同時,麥克風扮演著「耳朵」的角色,不僅能接收聲音訊號、辨識人類的語音指令,也能識別門鈴、電話鈴等環境聲音。最後,觸覺感測器則像是機器人的「皮膚」,在接觸物體時能感知壓力與質感,例如在抓取易碎杯子時,能幫助機器人感知杯子的形狀和質地,並調整抓取力度,避免打碎。
要把「腦袋」的決策變成真實的動作,就得靠機器人的「肌肉」——也就是執行器了。
馬達是最常見的執行器,它就像引擎一樣,驅動著機器人的關節,讓手臂能夠抬起或放下,讓腿腳能夠行走甚至奔跑。例如,機器人的機械臂就是透過馬達的轉動,才能精準地抓起東西並搬到指定地方。當然,有些工作需要更大的力量,比如工業上的搬運任務,這時液壓或氣動的執行器就派上用場了,像是工廠裡的搬運機器人,靠著液壓系統就能輕鬆舉起重物。
不過,光有力量還不夠,機器人怎麼動、動起來是否靈活,還得看它的「骨骼」——也就是機械結構怎麼設計。這部分的設計直接影響到機器人動作的靈活度和協調性。像是人形機器人,它的機械結構會模仿人類的身體,有類似關節和骨骼的部分,所以能做出比較像人的動作,比如走路、跑步或抓東西。而工業用的機器人,則會根據不同的工作需求,設計出各種特別的機械臂,像是常見的多關節機械臂,就能在很小的空間裡完成很精確的操作。
光有動力還不夠,收集到的各種感測資料,例如影像、聲音等,需要一個「大腦」來處理和分析,這就是演算法的用武之地。
以視覺為例,像深度學習裡的卷積神經網路(CNN)就常常被用來做圖像辨識,讓機器人能從相機拍到的照片裡,認出是杯子或椅子。而語義分割這類演算法,則能更進一步,把圖片裡的東西和背景分得更清楚,讓機器人對周遭環境有更詳細的了解。同樣地,在聽覺方面,有種叫循環神經網路(RNN)的技術,可以把麥克風收到的聲音,像是我們說的話,轉成文字,讓機器人聽懂指令,也能分辨門鈴或電話鈴的聲音。
至於大語言模型呢,它就像指揮官,能根據我們用自然語言說的指令,再結合機器人「看到」和「聽到」的情況,規劃好接下來該怎麼做,一步接一步地指揮機器人動起來。
控制演算法就像是機器人的「神經系統」,它將決策轉化為對執行器的精確控制信號。
例如,透過控制馬達的轉速、扭矩等參數,實現機器人關節的精確運動控制,確保機器人能準確地執行抓取、行走等動作。控制演算法需要考慮機器人的動力學模型,確保動作的平穩性和準確性。
隨著機器視覺、自然語言處理、大模型等技術的突破,實體AI領域發展迅速。實體AI將人工智慧與環境的互動、認知與行動統一於「感知-決策-執行」框架中,在家庭服務、工業製造、倉儲物流等領域都擁有重要的實用價值。
對於企業而言,實體AI更是一個加速數位轉型的強大引擎。在生產線上,實體AI可以協助人員進行複雜的組裝工作;在倉儲中心,它們可以精準地分撿、搬運貨物;在服務業,它們可以提供更貼心的導覽或協助。而要順利落地,一個強大的平台至關重要。
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