LLM 当"大脑"
语言模型分解任务、挑选技能、写代码;底层仍是传统控制或学习得到的技能。
调研导读 · Embodied AI × LLM Agents(GPT / Claude / Gemini)
从 SayCan、Code as Policies 到 VLA,再到 2026 年用 Claude Code / Codex 式的 agent 直接操控机器人、自动做机器人研发。本页先用机器人的语言讲清楚 agent,再梳理技术栈、八条技术路线、时间线、前沿结果、基准、安全与上手路径。
四个阶段,每一阶段都没有取代上一阶段,而是叠加上去:今天的系统通常同时包含"规划器 + VLA + harness + 编码 agent"。
语言模型分解任务、挑选技能、写代码;底层仍是传统控制或学习得到的技能。
把视觉语言模型微调成直接输出动作的策略,靠大规模机器人数据泛化。
把编码 agent 的循环(工具、记忆、监控恢复、技能库、MCP)搬到机器人上,VLA 变成 agent 的一个工具。
GPT-6 Astra、Claude Opus 5.5、Gemini 4 Argon 不经机器人训练就能写代码、出动作;语义强,精细控制与实时性弱。
如果把 VLA 看作"会看、会动的策略网络",那 agent 就是任务层的闭环控制器:它的"动作"是函数调用和程序,"传感器"是工具返回值和图像,"控制周期"以秒计。
detect()、move_to()、vla_act()、ROS service、Python 解释器、网页搜索……能读文本(和图像)的通用推理模型。
类比读过所有教科书和说明书、但没有身体的工程师
例GPT-6、Claude Opus 5.5、Gemini 4、Qwen
观察 → 推理 → 行动 → 看反馈,直到完成(ReAct)。
类比任务层的 sense-plan-act 闭环
例Claude Code、Codex CLI、OpenClaw
模型输出结构化调用(函数名 + 参数),由外部程序执行并把结果返回给模型。
类比ROS service / action 调用
例detect("cup") → {xyz, conf}
模型一次能"看到"的全部输入:指令、历史、图像、工具结果。
类比工作内存,满了就得压缩或检索
例长任务要做历史摘要、只传必要状态
能在终端里读写、运行、测试代码并迭代的 agent。
类比自动化的机器人软件工程师 / 研究助理
例Claude Code、Codex
不同频率的三层:推理模型、学习的视觉运动策略、解析控制器。
类比任务规划器 / 学习策略 / IK·MPC·WBC
示意,非真实日志;工具名为假设 任务 把抽屉里的蓝色积木放到桌上 ① 观察 camera_rgb() → 抽屉关着;桌上有红杯子 ② 推理 积木可能在抽屉里,先开抽屉 ③ 工具 detect("drawer handle") → xyz=[0.52,-0.10,0.31] conf=0.93 ④ 工具 open_drawer(xyz) → ok,位移 0.18 m ⑤ 观察 wrist_rgb() → 抽屉里有蓝色积木 ⑥ 工具 vla_act("pick up the blue block", budget=150) → 结束;夹爪宽度 0 mm(没抓住) ⑦ 推理 VLA 抓取失败 → 改用解析抓取,重试一次 ⑧ 工具 grasp_pose() → move_to() → gripper("close") → 夹爪宽度 31 mm ✓ ⑨ 工具 place_on("table") → ok ⑩ 验证 check("blue block on table") → true(VLM + 深度复核)
| 维度 | 端到端 VLA | Agent + 工具/技能(harness) | 编码 agent(代码即策略 / 自动研发) |
|---|---|---|---|
| 输出 | 连续动作块,10–50 Hz(Helix S1 为 200 Hz) | 工具 / 技能调用,秒级 | 程序、训练代码、配置 |
| 能力来源 | 机器人演示 + VLM 预训练 | 前沿模型的常识推理 + 现成技能 | 前沿模型的编程能力 + 执行反馈 |
| 适配新任务 | 采数据、微调 | 改提示、加工具、写技能 | 让 agent 写或改代码,少量试错 |
| 强项 | 接触丰富、灵巧、实时 | 开放语义、长时程、失败恢复、可解释 | 工程自动化,结果可复用、可验证 |
| 弱项 | 长时程、分布外指令、数据昂贵 | 延迟高、精细控制差、依赖接口质量 | 依赖感知与原语质量;评估器可能被"钻空子" |
| 代表 | π0.7Gemini Robotics 2GR00T N1Helix 02 (Figure) | Gemini Robotics 1.5RoboClawTheaETA / OpenETA | CaP-XOpenRUAENPIREASPIRE |
实际系统往往三者兼有:VLA 作为 agent 的工具,程序作为上层,编码 agent 在离线阶段改进前两者。
2026 年的主流系统几乎都是分层的:慢的推理模型做决策,harness 负责翻译与把关,快的策略和控制器负责动作。离线时,编码 agent 持续改进技能、数据和策略。
自然语言指令 · 示范视频 · 目标图像 · 用户中途插话
LLM / VLM / 具身推理模型:理解任务、规划、选工具、写代码、诊断失败。
VLA / WAM 策略,以及分割、检测、位姿、抓取等感知工具(SAM 3、Grounding DINO、FoundationPose、GraspGen)。
逆运动学 · 运动规划(cuRobo、MoveIt)· MPC · 全身控制(WBC)· Helix 02 的 1 kHz 学习式 S0。
真机 · Isaac Sim / Lab · MuJoCo · ManiSkill · LIBERO · RoboCasa · BEHAVIOR
划分采用综述 Towards Agentic Robots(2026-10)的 §7。
| 功能 | 要回答的问题 | 代表工作 |
|---|---|---|
| 编排 | 下一步由谁执行(VLA、解析工具、技能、人、另一台机器人)?参数怎么绑定?何时把控制权交回? | VoLoEMOSPhysical Agency (Pigey)ROSClawTheaVLAs-as-ToolsHarnessWAM |
| 记忆 | 记录什么(失败、进度、经验)?场景变化后如何更新?下一步决策该检索哪些记录? | MessyMemHiMeSafeMemNavMCPBATONHoloAgent-0 |
| 监控与恢复 | 执行前、中、后如何判定进度与失败?怎样选择回应(重试、换执行器、重规划、复位)?何时放弃? | DoReMiREFLECTLIBERO-RECOVERPhyAgentOSCritic in the Loop |
| 技能 | 可复用行为如何入库、演化、退出?修改要过什么门槛才能保留? | VoyagerDROCUni-SkillASPIRERATs (Playful Agentic Robot Learning)RoboRSIZetta |
| 基础设施 | 能力通过什么接口暴露(MCP、ROS)?感知与抓取工具链、VLA 推理服务的延迟与容量如何? | ROS MCP ServerRoboNeuronEmbodied Tool ProtocolLeRobotReal-Time Chunking (RTC)VLASHROSA (serving) |
| 分层系统 | 规划器、学习策略、解析控制之间传什么、多久传一次、谁说了算? | Helix 02 (Figure)GR00T N1Hi RobotGemini Robotics 1.5Harness VLAHi-VLA 设计研究 |
按"LLM/agent 在系统里扮演什么角色"划分。点开每张卡片的"展开"查看强项、局限,以及对机器人研究者的意义。
语言模型把任务拆成步骤,从技能库里挑下一步;技能本身来自传统方法或 RL / 模仿学习。
动作空间是程序。模型调用感知与控制 API 写策略;2026 年演变为 Claude Code、Codex 这类编码 agent 直接"玩"机器人。
让模型写奖励函数、生成场景与任务、编排数据采集,解决机器人学习的数据与工程瓶颈。
把 VLM 微调成直接输出动作的策略,靠大规模机器人和人类数据获得泛化;2026 年加入世界-动作模型与 RL 后训练。
慢的推理模型发子任务,快的 VLA 执行,解析控制器兜底。既有一体化的双系统模型,也有"把 VLA 当工具"的组装式系统。
把编码 agent 的 harness(工具协议、记忆、监控恢复、技能、子 agent、权限)搬进物理世界,形成"机器人 Agent OS"。
让 agent 自己复位场景、跑实验、看日志、改代码和训练配方,形成无人值守的改进闭环。
GPT-6 Astra、Claude Opus 5.5、Gemini 4 Argon 不经机器人专门训练,靠写代码、调用工具或直接输出数值动作来控制机器人。
LLM 的"有用性"× 价值函数的"可行性",选择下一步技能
把感知反馈当作文本回灌给 LLM,形成闭环
LLM 写程序作为策略,"代码即策略"的起点
大规模真机数据训练的 Transformer 策略
Microsoft:API 库 + 提示工程 + 人在环
562B 具身多模态语言模型
Minecraft 中的终身学习 agent:代码技能库 + 自动课程 + 自我验证
动作即 token,提出 VLA 概念
共形预测:不确定就向人求助
LLM 写奖励函数,超过人类专家
跨 22 种本体的开放数据集与 RT-X
生成式仿真:自动提出任务、场景与监督
VLM + LLM 编排机器人舰队采数据,带"机器人宪法"
7B 开源 VLA
VLM 写关键点约束,求解器实时优化
VLM + flow matching 动作专家
首个越狱 LLM 控制机器人的攻击;LLM 具身决策的细粒度评测
人形双系统 VLA;此前 Figure 宣布结束与 OpenAI 的合作
VLM 每秒生成语言子任务交给 VLA,用户可随时插话纠正
MLLM agent:高层任务尚可,低层操作最高只有 28.9%
DeepMind 的 VLA + ER;NVIDIA 的开源人形双系统模型
开放世界泛化;同一模型内先出子任务再出动作
实时可交互的世界模型,用于训练具身 agent
开源;让任何 MCP 客户端经 rosbridge 操作 ROS 机器人
"先思考再行动"的 VLA;ER 编排 VLA 并调用工具
LLM 当机器人大脑只有 40%(人类 95%);扰动后 VLA 暴露记忆化问题
有 Claude 辅助的团队给机器狗编程,共同任务用时约减半
VLA 从部署经验中做 RL;27 万小时数据与扩展规律
Gemini 驱动的 3D 虚拟世界 agent,能在 Genie 3 生成的世界里自我改进
14B 世界-动作模型,零样本策略,泛化比 VLA 高 2 倍以上
GR00T N1.7 商业早期访问、N2(WAM)预览、Cosmos 3
可用多模态上下文"操控"的通用模型,零样本跨本体
仪表读数与更强空间推理;所选任务 99%;统一推理与执行
Aditya Ramesh 领导;后续确认自研人形
Opus 4.7 在 Claude Code 里独立完成,比最快人类团队快约 19 倍
12 个模型、4 种控制接口的系统评测
技能库 + 进化搜索;冻结 VLA 的物理编排器
流式编排、进度跟踪、工具调用、多机协作
经 MCP/CLI/API 控制硬件,安全限位写在参考文件里
"LLM 即策略"研究潮:直接输出数值动作、驱动人形整理厨房
仿真集成的 autoresearch;自我改进为何不累加
84 个任务最强只有 19%;需主动探索的任务最强 23%
机器人基础模型 API 化;通用模型生成仿真与控制代码
Claude Code 直接上 ROS 2;agentic robots 系统综述;后训练机器人规划器
2026 年 9 月 GPT-6 Astra 发布后,社区很快发现它能直接输出数值动作,两个月内出现几十项"LLM 即策略"研究。同期 Anthropic 发布了跨 12 个模型的机器人评测,Google 发布了面向机器人的 Gemini 4 Argon。下面三张图来自不同实验,设置各不相同,不能横向比较。
只列与"agent / 基础模型 × 机器人"直接相关的进展。标"二手"的条目来自第三方报道,未见官方技术细节。
| 机构 | 代表模型 / 系统 | 2025–2026 关键进展 | 与 Agent 的关系 |
|---|---|---|---|
| Google DeepMind | Gemini Robotics 1.5 / 2、ER 1.6 / ER 2、On-Device 2、Gemini 4 Argon、Genie 3、SIMA 2 | ER 编排 VLA 并调用工具;ER 2 支持 Live API 流式编排与多机协作;Argon 生成仿真与控制代码 | 最完整的官方"编排者 + 执行者"栈,ER 通过 Gemini API 开放。Gemini Robotics 2 / ER 2Gemini 4 Argon for Robotics |
| Physical Intelligence | π0 / π0.5 / π*0.6 / π0.7、Hi Robot、MEM、RL Token | π0.7 可操控通用模型(2026-04);Pi API beta(2026-10-13) | VLA 作为被上层调用的"手";openpi 远程推理接口被很多 harness 采用。π0.7Pi API beta |
| NVIDIA | GR00T N1 → N1.7、N2 预览、DreamZero、Cosmos 3、Isaac、Alpamayo | GTC 2026:N1.7 商业早期访问,N2(世界-动作模型)预览,Cosmos 3 | GEAR 团队参与 CaP-X、ASPIRE、ENPIRE;SRL 做 Astranomy、VoLo。GR00T N1.7 / N2 预览DreamZero |
| OpenAI | GPT-6 Astra / Luna / Sol、Decisions API、OpenAI Robotics | 2026-06 成立机器人部门;人形计划 2027 年演示(报道) | Astra 是 2026-09 以来"LLM 即策略"研究的主要对象。GPT-6 Astra 发布OpenAI Robotics |
| Anthropic | Claude Opus 4.7 / 5 / 5.5、Mythos Preview、Claude Code、MCP、MHS | Project Fetch 两个阶段;Claude plays robotics;Model Hardware Standard | 从"编码 agent 帮人做机器人"走到"agent 自己做";把机器人能力纳入前沿风险评估。Claude plays roboticsModel Hardware Standard (MHS) |
| Figure | Helix → Helix 02 | 新增 1 kHz System 0;宣称多台人形全自主跑完 8 小时班次(公司自述) | 自研 S2/S1/S0 三层;2025-02 结束与 OpenAI 的合作。Helix 02 (Figure) |
| Tesla | Optimus V3 + Grok | 报道称 Grok 负责语音与任务分解,VLA 负责执行 二手 | 典型的"LLM + VLA"两层结构 |
| 1X | Redwood AI、1X World Model | 世界模型成为 NEO 的"认知核心";复杂家务依赖远程专家模式 | 1X World Model |
| Generalist / Skild / Dyna | GEN-0 / GEN-1;Skild Brain、S1;DYNA-2 | 扩展规律;看一段视频学会任务;用人类视频训练的 WAM | 机器人基础模型公司,可作为上层 agent 的执行层。GEN-1Skild S1DYNA-2 |
| Microsoft / Meta | Magma、Rho-alpha;V-JEPA 2 | Rho-alpha:基于 Phi 的"VLA+"(触觉 + 持续学习);V-JEPA 2-AC 零样本规划 | Magma 同时覆盖 UI agent 与机器人操作。MagmaRho-alpha (ρα)V-JEPA 2 |
| 中国机构 | AgiBot GO-2 / Genie Envisioner、字节 GR-3 / Robix、阿里 Qwen-RobotManip / ABot、腾讯 HY-Embodied、BAAI RoboBrain / RoboOS、Galbot | GO-2(2026-04)、HY-Embodied-0.5(2026-04)、Qwen-RobotManip(2026-06);Galbot 系统评测 GPT-6 Astra | RoboClaw、HarnessVLN(AgiBot)、ABot-AgentOS、RoboOS 等 agent 框架。AgiBot GO-2Qwen-RobotManipHY-Embodied-0.5ABot-AgentOS |
| 基准 | 评什么 | 关键发现 |
|---|---|---|
| Embodied Agent Interface | LLM 具身决策四模块(NeurIPS'24 D&B) | 细粒度定位规划错误的类型 |
| EmbodiedBench | MLLM agent 的高层 vs 低层任务(ICML'25) | 高层任务 Claude-3.5 约 64–68%;低层操作最好的 GPT-4o 只有 28.9% |
| Butter-Bench | LLM 当机器人"大脑" | 最好 40%,人类 95%;多步空间规划与社交理解最弱 |
| CaP-Bench(CaP-X) | 编码 agent 在不同抽象层级 | 去掉人类提供的抽象就掉分;多轮交互与技能合成可以补回 |
| LIBERO-PRO | 扰动后的操作 | VLA 记忆化;2026 年 agent 方法的主战场(RHO 45%、Pigey 53.3%、OpenRUA 87%、ASPIRE 99%) |
| RoboArena | 分布式真机双盲成对评测 | 2026-04:DreamZero 1750 Elo,π0.5 1622 |
| BEHAVIOR Challenge 2025 | 50 个长时程家务任务 | 冠军 Q-score 0.26(基于 π0.5) |
| RoboDojo | 仿真 + 真机统一基准 | GPT-6 Astra 以 22.48% 排第 1(超过 40 个公开策略) |
| RobotWorld | 5 个领域 84 个任务 | 最强 19%;63 个任务所有模型都没完成 |
| RoboQuest | 需主动搜索、检查、试验来获取信息 | 最好 23%;主要失败原因是太早停止探索 |
| Embodied Playground · LIBERO-Agent · EmbodiedSWE · Video2World | 长时程 agentic、agent 原生操控、编码 agent、世界重建 | 2026-09/10 新出,前沿模型仍有大量任务做不到 |
| ASIMOV · ASIMOV-2.0 · AgentSafe · GuardianBench | 语义与物理安全 | 据 ARC 转述:GPT-5、Gemini-2.5-Pro、Claude Opus 4.1 在 ASIMOV-2.0 的约束任务上违规率都在 30% 以上 |
从"零改动试水"到"自动化研发",按投入由少到多排列。命令摘自各项目 README(2026-10),以官方文档为准。
机器人端只加一个 rosbridge 节点;本地的 MCP 客户端(Claude Code、Codex CLI、Gemini CLI 等)就能发现 topic、service、action。先只读,不发运动指令。
# 机器人端(ROS 2;把 <distro> 换成你的发行版,如 humble / jazzy) sudo apt install ros-<distro>-rosbridge-server ros2 launch rosbridge_server rosbridge_websocket_launch.xml # 本地:把 ROS MCP Server 注册到 Claude Code claude mcp add ros-mcp -- uvx ros-mcp --transport=stdio
建议的第一句提示:"只读模式:列出所有 topic / service / action 及其类型,描述机器人当前状态,不要发布任何运动指令。" 项目:robotmcp/ros-mcp-server
OpenRUA 只给 Claude Code / Codex 一个 ROS 2 终端,支持仿真与真机;CaP-X 提供 39 个任务的 Gym 环境、分层基准与 RL 后训练。
# OpenRUA(先在设置菜单里选一个仿真机器人和场景) pip install -U openrua mkdir my-robot-project && cd my-robot-project openrua # CaP-X(Robosuite 与 LIBERO 依赖冲突,二选一) git clone --recurse-submodules https://github.com/capgym/cap-x && cd cap-x uv python install 3.10 && uv venv -p 3.10 uv sync uv sync --extra robosuite
用 openpi(π0 / π0.5 权重与远程推理)、LeRobot / SmolVLA、GR00T N1.6 或 MolmoAct2 作执行器,由 VLM / ER 模型(如 gemini-robotics-er-2-preview)编排。关键是让工具有界、可中断、回报结构化结果。
# 示意代码:参考 VLAs-as-Tools / Harness VLA 的接口设计思想 def vla_act(instruction: str, max_steps: int = 150) -> dict: """执行一个有界子任务,把结构化结果返回给 agent。""" for step in range(max_steps): obs = robot.get_observation() actions = policy.infer(obs, instruction) # 例如 openpi 远程推理返回的动作块 robot.execute(actions) if success_detector(obs, instruction): # 独立的成功判定,不靠模型自述 return {"status": "success", "steps": step} return {"status": "timeout", "gripper_width_mm": robot.gripper_width(), "hint": "consider analytic grasp or re-staging"}
相关:VLAs-as-Tools · Harness VLA · Physical Agency · Hi-VLA 设计研究
前提是环境能自动复位、自动判定成功、全程可回放。然后才轮到 agent 改代码、调配方、跑回归。可参考 ENPIRE(真机)、SimEX(仿真 + 少量真机)、HARBOR(RL 工作流)、ASPIRE(技能库 + 进化搜索),并读一读 123 轮自改进的教训。
用 SceneSmith、ARSTAG、Agentic Real2Sim、RoboGen 生成场景与数据;也可以直接让 Gemini 4 Argon、GPT-6 Astra 这类模型写 MuJoCo / Isaac 场景和奖励(Eureka 的思路)。
| 层 | 典型频率 / 延迟 | 例子 |
|---|---|---|
| 前沿模型一次调用 | 秒级到数十秒;30 秒步态需 250 次调用、每次约 40 秒 | Galbot 的 GPT-6 Astra 评测 |
| 流式编排 | 低延迟双向流,"边执行边思考" | Gemini Robotics ER 2 + Live API |
| VLA / 学习策略 | 10–50 Hz;GR00T N1 动作块 120 Hz;Helix S1 200 Hz | π0.5、GR00T、Helix |
| 解析 / 全身控制 | 200–1000 Hz;Helix 02 的 S0 为 1 kHz | IK、MPC、WBC |
共 315 条,可按关键词、类别、年份筛选。★ 为入门推荐。arXiv 条目的标题与日期经官方 API 核验,"一句话"是本页的中文概括。
| 日期 | 工作 | 类别 | 一句话 |
|---|
成功率里多少来自 agent,多少来自执行器?需要固定执行器、观测和预算的对照评测。
事件触发还是固定频率?端侧还是云端?延迟与失败代价怎么折中?(HarnessWAM、VLAs-as-Tools)
怎样可靠地判断"做完了""失败了""为什么失败"?(Thea、LIBERO-RECOVER)
评估器漏洞、感知的关系理解、技能链前端偏置让改进"测试通过但任务不成"。
这是前沿模型的系统性短板,需要 VLA / WAM 或触觉补位;触觉作为上下文已显示出收益。
agent 要先"读懂"陌生机器人的能力(EMOS 的机器人简历、openrua connect)。
能力烤进 VLA 权重,还是写成代码技能?可能的终局:VLA 作底层,程序作上层,agent 离线进化二者再蒸馏回权重。
硬件接口标准(MHS)、欧盟自 2027 年起对机械中 AI 安全功能的监管、前沿风险框架如何覆盖物理能力。
方法:2026-10-23 检索。arXiv 条目用 export.arxiv.org API 按编号核验标题与首发日期;产业信息优先引用官方博客,第三方报道已注明。文中数值摘自论文摘要、官方博客或其直接转述。不同实验的设置不同,数字不可直接横向比较;2026 年的大量工作仍是未经同行评审的预印本。