机器人领域的数据荒漠
陈茜: 问你个问题,机器人领域最羡慕 AI 大语言模型领域的什么?答案是数据。你猜对了吗?我们没有用于训练机器人的数据,网络上没有,现有的视频数据远远不够。当 Scaling Law(缩放定律) 让大语言模型一路狂飙,用万亿参数涌现一代又一代更强大的智能之际,机器人领域却被数据荒漠所困,让具身智能的泛化性和自主性进展迟缓。
为什么 AI 能用的数据,机器人用不了?机器人的四层数据金字塔是如何运作的?每一层的进展和技术困境分别是什么?以及我们如何才能解决掉机器人的数据难题呢?这期视频继续我们的“机器人专辑”,我们飞到上海走进了机器人数采工厂,甚至尝试了一下“遥操作采集员”这份工作,并和 Sharpa 等机器人公司聊了聊机器人数据的技术路线与未来发展。
机器人数据的独特性
陈茜: 什么是机器人数据?它跟 AI 大语言模型以及图片视频模型的数据有什么不同呢?大语言模型是靠“吃掉互联网”变聪明的,GPT-4 的训练数据量以万亿 token 计。简单来说,AI 生文、生图、生视频的参数都可以在互联网上找到。大语言模型用的是“世界的文本语言”,图像模型用的是“世界的瞬间截图”,视频模型用的是“世界的连续变化”。
而机器人需要的数据,是具身本体在真实物理世界里和具体物体发生具体交互时,产生的多维度传感器信号:视觉、力觉、关节位置、电机控制量,全部要精确同步、时间戳对齐,才能够构成一条有用的训练轨迹。
姚卯青: 这些信息从来没有被系统性地记录过。它的难点就在于,这些数据天然是不存在互联网上的,它需要我们去以某种方式采集它。无论是真实环境还是虚拟世界,都需要布设机器人、搭建场景,引入遥操人员。
张凯峰: 我觉得数据最大难点在于,我们没有办法采集到机器人去操作的数据(机器人自己干活的数据),而更能采集到的是人在操作的数据。操作员是感受不到机器人的感受的,这就是整个行业数据困境的根源。
第一层:遥操真机数据
陈茜: 如今行业摸索出了四条并行的路线,构成了一个金字塔。金字塔的顶层就是遥操数据,又被称为“真机数据”。遥操员通过外骨骼或遥操系统,实时操控机器人在真实场景里完成操作。这层数据信息最完整,真实的物理接触和不确定性是今天让机器人落地的核心原材料。我们来到上海 智元机器人 的数据采集工厂,这里有 200 台机器,每个机器配备采集员。
某金牌采集员: 好的数据采集员和差的采集员,效率可能有 3 倍的差距。一个有天赋的采集员首先要协调性好、空间感特别好,因为他在隔空控制另外一个身体,没有直观反馈,更多只能通过肉眼来闭环。机器人的手臂和人的手臂构型也不一样,人能达到的姿态机器未必能。
陈茜: 就算是专家水平的遥操员,也不一定每一条都是有效数据。
姚卯青: 一个专业遥操员 8 小时工作,平均产出 2-3 小时有效数据,大约占 1/4。真机数据的优势是准确,但代价是贵、慢、不容易指数级扩张。
陈茜: 觅蜂科技 正在将真机数据做成一站式的物理 AI 数据服务平台。他们 2026 年的真机遥操产能接近 200 万小时,规划采集约 800 万小时的 Human-Centric 数据。这就是机器人行业中的“石油业务”。
第二层:仿真合成数据
陈茜: 金字塔第二层是仿真合成数据,这是规模效应最极致的路线,也是英伟达重点押注的。英伟达 Isaac Lab 可以在单台 GPU 上并行运行成千上万个虚拟机器人同时训练。Sharpa 的乒乓球机器人就是用纯仿真数据在 40 小时内训练出来的。
张凯峰: 我们最近跟英伟达合作了一个触觉仿真工具叫 Tacmap。它用物体和指尖穿膜的深度图作为介质,在仿真里高效得到 Deformation map(形变图)。现实中我们通过翻译模型将原始图像翻译成形变图,实现了精细化操作的 Sim-to-Real。
陈茜: 但这条路线有一个巨大的漏洞:Sim-to-Real Gap(仿真到现实的鸿沟)。真实世界的物理要复杂得多,摩擦系数、重力细节、软性材料形变等,物理引擎很难完整复现。
张凯峰: 现在很难解决动力学的 Sim-to-Real Gap,即环境 dynamics(动力学)的迁移,这需要科学方法上的创新。此外还有 Real-to-Sim Gap,即无法把无限细节的真实世界准确搬进仿真。
第三层:动作捕捉数据
陈茜: 第三层是动作捕捉数据(MOCAP)。这个派系用光学设备或视觉算法追踪人手运动轨迹,映射到机器人上。Physical Intelligence 的 π0 系列就大量使用了这类数据。它的优点是数据质量高,对复杂动作特别有效,比如机器人跳舞。
张凯峰: 但这里有 Embodiment Gap(具身鸿沟)。一是视觉差异(人手 vs 机器人手),二是状态差异(自遮挡问题)。还有一个难题叫 Functional Retargeting:机器人只是在模仿动作形状,而不是理解动作要完成什么。动捕数据常会出现关节角度超限、力矩不够、平衡失败等问题,因此有时被视为“低质量数据”。
第四层:海量视频数据
陈茜: 第四层是互联网上的海量视频数据,这是唯一不缺的原材料。但它能教会机器人什么呢?
姚卯青: 更多是学习通用表征和物理规律的粗浅认知,还停留在一个阶段。视频里没有动作信号,只有结果。
陈茜: 这里有两个关键概念:**Egocentric(自我中心数据)**和 Human-Centric(人类中心数据)。Egocentric 是以机器视角看出去的第一视角视频;Human-Centric 是围绕人类意图和偏好构建的视频。两者的交集——人类第一视角完成任务的数据,被视为视频数据中最有价值的部分。
特斯拉在 2025 年 6 月将采集方式换成了摄像机头盔,录制工人日常视频训练 Optimus。这符合马斯克的第一性原理。而 Sharpa 发布了 CraftNet,用触觉反射层 System 0 做补偿,使得低质量动捕和视频数据也能“点石成金”。
寻找数据的“黄金配方”
陈茜: 这四层金字塔各自有优劣。最精确的真机数据最稀缺,最易获取的视频数据质量最低。目前的共识是将它们混合使用。这个混合的配方是什么?
姚卯青: 目前很难说有黄金配方。因为技术路线还在探索,且训练目标不同。有的场景要求极致的工业成功率,有的则要求高泛化性,对数据的要求也不一样。
张凯峰: 对于复杂任务,各层数据的轨迹数量比大约是:遥操与动捕 1:100,动捕与互联网视频 1:100。遥操数据虽仅占万分之一,却是决定模型能否落地的关键。
中美不同的数据策略
陈茜: 中国机器人公司如 智元,倾向于建立数据工厂,利用人力成本优势打造护城河。而在硅谷,几家公司在走“捷径路线”。Physical Intelligence (PI) 押注强化学习(RL),让机器人通过真实部署自我改进。
陈茜: 但 RL 路线有三个未解难题:奖励函数量化难、安全边界代价大、数据归属权模糊。Figure AI 则与 Brookfield 合作,在真实的写字楼和住宅中拍摄视频训练 Helix 模型。整个硅谷正在往视频数据靠,减少对遥操的依赖。
开源生态与数据飞轮
陈茜: 2024 年,智元 将百万条遥操数据 AgiBot World 免费向全球开放。这背后是因为行业面临认知危机:没有公共数据基准(Benchmark)。GR00T N1 训练所用的真实数据约 80% 来自该数据集。
姚卯青: 具身智能的数据飞轮绝对存在。机器人更需要飞轮,因为它的容错度低。我们需要在现实部署中触发高价值数据回流,不需要 100% 回流,可能 5% 以内会动的东西或失败场景就够了。
陈茜: 具身智能的 Scaling Law 是否成立?
姚卯青: 语言模型数据翻倍能力就会涌现,但机器人行业目前还没有确切答案。我们现在能看到物体层面的泛化和环境层面的泛化,但在任务层级的泛化(举一反三)还没有可信证据。这是整个行业走向下一步进化的钥匙。
陈茜: 在机器人大规模部署之前,我们可能都不会有答案。一旦麦当劳每家店各放一台机器人,产生的具身训练数据将呈数量级增长。我们距离找到这把钥匙是否更近了?我们拭目以待。
📌 文中提及的人物和组织
公司/组织: 智元机器人, Sharpa, 英伟达, Tesla, Physical Intelligence, Figure AI, 觅蜂科技, Google DeepMind
产品/模型: GR00T N1, π0, Optimus, RT-2, Open X-Embodiment, Isaac Lab