具身智能技术指南 Embodied-AI-Guide
国内最热门的具身智能技术指南
一份偏「百科全书」定位的具身智能中文知识库与资料索引
从这里开始 · 动手学习 · 认知资料 · 算法篇 · 基础设施篇 · 控制篇 · 硬件篇
📚 本项目希望帮助新人快速建立领域认知：以一个实践项目带大家动手入门具身智能，同时以百科全书的形式梳理当前具身智能涉及的主要技术，让大家清楚不同技术能解决什么问题，未来想深入时有头绪。
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TianxingChen_2002（请备注：机构 + 姓名 + 来意）。
📢 News｜项目进展
📝 2026-01-15: Embodied-AI-Guide 完成内容重组
⭐️ 2025-12-18: GitHub Stars 突破 10,000
❤️ 2025-03-15: Embodied-AI-Guide 正式开源
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⭐️ Lumina Call（具身智能招聘）：website
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🐣 (1) Start From Here —— 从这里开始
具身智能是指一种基于物理实体进行感知和行动的智能系统，其通过智能体与环境的交互获取信息、理解问题、做出决策并实现行动，从而产生智能行为和适应性。
说得更直白一些：大模型已经能很好地处理文字和图像，因为互联网上有海量现成数据；但要让机器人真的伸手把桌上的杯子拿起来，模型必须输出连续的、有物理后果的动作，而这类数据没法从网上爬——每一条都要有人用真机采，采错了还会把东西打碎。这个「数据从哪来、动作怎么表示、做得好不好怎么衡量」的三连问，构成了具身智能当前最核心的矛盾，也是本指南反复出现的主线。
(1.1) How —— 如何使用这份指南
本项目的设计理念是「一条主线 + 一张全景图」：
- 一条主线：用第 2 章的实践教程，让你在一周内亲手跑通一个操作策略的完整流程；
- 一张全景图：用第 3 ~ 7 章以百科全书的形式覆盖算法、基础设施、控制与硬件，帮助你判断每项技术解决什么问题、值不值得深入。
建议的阅读顺序：先动手跑通第 2 章，再按兴趣检索后续章节，不必按顺序通读。
(1.2) 学习路线建议（按背景选择起点）
不同背景的读者不必从同一处入手，可参考下表选择起点：
| 你的背景 | 建议起点 | 推荐路径 |
|---|---|---|
| 完全新手 / 在校本科生 | 第 2 章 动手教程 | (2) 跑通流程 → (3) 建立认知 → (4) 算法篇 → 按兴趣深入 |
| 有 CV / NLP / 深度学习基础 | 第 4 章 算法篇 | (4) 重点看 Robot Learning 与 VLA → (5) 基础设施 → (2) 动手验证 |
| 有自动化 / 机器人学背景 | 第 4 章 算法篇 | (3) 了解版图 → (4) 补齐学习与决策 → (5) 熟悉仿真与数据生态 |
| 偏硬件 / 嵌入式 | 第 7 章 硬件篇 | (7) 硬件篇 → (6) 控制篇 → (2) 动手教程 |
| 想快速了解行业与选题 | 第 3 章 认知资料 | (3.1) 方法论 → (3.5) 论文列表 → (3.6) 年度趋势 |
(1.3) 术语速查表
阅读论文与本指南时高频出现的概念，先建立字面认知即可，细节留给对应章节。
展开术语速查表（20 条）
| 术语 | 一句话解释 |
|---|---|
| Manipulation / Locomotion | 操作（用手臂改变环境）与移动（用腿或轮子移动本体），具身智能的两条主线 |
| Policy（策略） | 从观测到动作的映射，也就是日常所说的「模型」 |
| IL / BC（模仿学习 / 行为克隆） | 从人类演示数据中以监督方式学习动作 |
| RL（强化学习） | 通过与环境交互并依据奖励信号来优化策略 |
| VLA（Vision-Language-Action） | 直接把图像与语言指令映射为机器人动作的端到端模型 |
| VA（Vision-Action） | 只用视觉、不接受语言指令的策略；任务固定时比 VLA 更轻更快 |
| World Model（世界模型） | 学习「当前状态 + 动作 → 下一步观测」的模型，可用来在脑内推演 |
| WAM（World-Action Model） | 先用世界模型预测接下来会看到什么，再从预测中解出动作的一类策略 |
| Teleoperation（遥操作） | 人通过手柄、动捕或主从设备操控机器人，是真机数据采集的主要手段 |
| Demonstration（演示 / 轨迹） | 一次完整的任务执行记录，通常包含观测、动作与时间戳 |
| Sim2Real Gap | 仿真与真实世界在物理、渲染、噪声上的差异，会导致策略迁移掉点 |
| Real2Sim | 把真实场景与物体重建进仿真，用于缩小 Sim2Real Gap |
| Affordance（可操作性） | 物体上「可以被怎样操作」的区域或方式，如把手可抓、按钮可按 |
| DoF（自由度） | 机器人可独立运动的关节数量 |
| End-effector（末端执行器） | 机械臂末端的执行部件，如夹爪、吸盘、灵巧手 |
| FK / IK（正 / 逆运动学） | 由关节角求末端位姿 / 由末端位姿反解关节角 |
| URDF | 描述机器人连杆、关节与惯量的 XML 格式，是仿真与控制的通用输入 |
| MPC（模型预测控制） | 在滚动时域内反复求解优化问题来生成控制量 |
| WBC（全身控制） | 把控制目标从机械臂末端扩展到躯干、腿、头等整个身体，人形机器人方向常用 |
| SLAM | 同时定位与建图，让机器人知道「自己在哪、周围长什么样」 |
(1.4) 新人常见问题
展开：入门前最常被问到的 6 个问题
Q：需要什么前置基础？
A：会用 Python、了解深度学习基本概念（会训练一个分类网络即可）、能在 Linux 上装环境。机器人学与控制论不是前置条件，可以在遇到问题时按需补，参考控制篇开头的「要学到什么程度」。
Q：没有真机器人，还能做具身智能吗？
A：能，而且大多数人都是这么开始的。仿真器 + 公开数据集足以支撑从入门到发论文的完整链路，本指南第 2 章就是纯仿真的。真机的价值在于暴露仿真掩盖掉的问题（标定误差、延迟、接触不确定性），但它应该是第二步而不是第一步。如果确实想碰真机，LeRobot 生态的 SO-101 主从臂是目前最低成本的入口。
Q：需要什么显卡？
A：训练 ACT、Diffusion Policy 这类轻量策略，16GB 显存够用（本指南第 2 章的教程约需 12GB）。微调 π0、GR00T 这类 VLA 基座通常需要 40GB 以上，或使用 LoRA 等参数高效方法。仅做推理部署时要求低得多，部分模型可在消费级显卡上运行。
Q：该先做操作（Manipulation）还是运动（Locomotion）？
A：看你更接近哪边。有 CV / 深度学习背景的人在操作方向上手更快，因为它本质是「带动作输出的监督学习」；有控制、自动化背景的人往往在运动控制方向更有优势，因为它高度依赖仿真中的强化学习与 Sim2Real。两者的技术栈差异比想象中大，建议先选一个做深。
Q：具身智能和传统机器人学是什么关系？
A：不是替代关系。传统机器人学提供几何、动力学与控制的底座，保证系统稳定可控；具身智能在其上用学习的方法解决「感知复杂世界、泛化到没见过的任务」这类传统方法难以手工设计的部分。真实系统几乎都是二者的混合。
Q：现在入场是不是太晚了？
A：相比语言模型，具身智能远没有收敛——数据、评测、本体三个层面都还没有公认答案。2026 年公认的瓶颈已经从模型架构转向数据配方与评测协议（见算法篇 (5.4)），这意味着不依赖超大算力的研究空间依然很多。
(1.5) About Us —— 关于我们
我们是一个由具身智能初学者组成的团队，希望以自己的学习经验为后来者提供帮助，加快具身智能的普及。欢迎更多朋友加入项目，也欢迎交友与学术合作。有任何问题可联系邮箱 [email protected]。
⚒️ (2) 动手学习具身智能操作
目标：以 RoboTwin 2.0 为例，完整走通一次操作策略的「生命周期」——读论文建立认知、装环境、拿数据、训练 ACT、跑评测。这条链路本身是通用的，换成别的平台也是同样几步。
前置条件：一块显存不低于 16GB 的显卡（ACT 训练约需 12GB）。官方建议数据采集与策略评测避开 A / H / V 系列显卡，详见 Common Issue。
(2.1) 为什么选择这个教程
具身智能操作是一个复杂的系统问题，可以拆成三个核心环节：
- 数据从哪来：常见来源包括真机采集、人类视频、仿真合成与世界模型合成，各有短板——真机采集成本高、人类视频信息含量低、仿真合成面临 Sim2Real Gap 与 Scale-up 难题、世界模型合成存在幻觉；
- 策略怎么设计：网络架构的选择直接影响模型表现、收敛效果与推理速度；
- 怎么评测性能：没有科学的评测，就无法判断模型好坏，也难以推动技术进步。
面对以上问题，RoboTwin 2.0（ICML 2026）提供了一个很好的学习平台。它基于易配置的 SAPIEN 仿真平台开发，提供 50 个双臂任务的自动化数据合成与统一评测系统，并已开源 10 万条以上预采集轨迹——这意味着新手可以跳过最耗时的数据采集环节，直接从训练开始。
需要注意的是，策略侧的代码现在放在 XPolicyLab 这个子模块里，训练和评测脚本都从那里调用，所以下面的步骤会用到它。它把不同策略的训练与评测收敛到了同一套接口，对学习者的实际好处是：走完一遍 ACT 之后，想换成 π0、RDT-1B 这类 VLA 试试，主要改的是策略名和配置文件，不用从头再理解一套工程。
过程中建议多看合成数据与评测回放视频，以建立对数据分布和策略失败模式的直觉。
(2.2) 学习流程
任务与榜单：50 个双臂任务说明｜Leaderboard
跑完之后可以看看：RoboDojo（仿真 + 真机统一评测）｜RMBench（记忆依赖操作）
(2.2.1) 了解 RoboTwin 2.0 做了什么（约 1 天）
阅读 RoboTwin 2.0 论文，了解仿真数据合成的方案，深入理解合成一条机器人数据需要哪些信息、机器人可以完成什么任务，并了解 ALOHA 硬件。
(2.2.2) 安装平台（约 0.5 天）
按安装文档配置环境，整个过程约 20 分钟。注意 XPolicyLab 现在是 RoboTwin 的 Git 子模块，克隆时必须递归拉取，否则后续训练与评测会缺文件：
# 全新克隆
git clone --recurse-submodules https://github.com/RoboTwin-Platform/RoboTwin.git
cd RoboTwin
# 若此前已克隆过，补拉子模块即可
git submodule update --init --recursive XPolicyLab
(2.2.3) 准备数据（约 0.5 天）
官方已开源 10 万条以上轨迹，推荐直接下载，可以省掉数小时的采集时间。下面只取本教程用到的 beat_block_hammer 任务：
# 只下载指定任务；不传参数则下载全部任务
bash scripts/download_xpolicylab_data.sh beat_block_hammer
数据会落在 data/demo_clean//aloha_agilex/data/。
只有当你需要自定义任务配置、域随机化或更换机器人本体时，才需要自己采集。采集脚本会先搜索能成功完成任务的随机种子，再回放种子录制轨迹：
bash collect_data.sh ${task_name} ${task_config} ${gpu_id}
# Clean Data Example
bash collect_data.sh beat_block_hammer demo_clean 0
# Randomized Data Example
bash collect_data.sh beat_block_hammer demo_randomized 0
自采数据落在 data////data/，已经是 XPolicyLab 轨迹格式，不需要额外转换。想理解 demo_clean 与 demo_randomized 的差别，可读域随机化文档。
⚠️ 读取 HDF5 里的图像时只能用
XPolicyLab.utils.process_data.decode_image_bit。自己写cv2.imdecode或 PIL 解码会因为历史数据版本的布局差异而静默颠倒 RGB 通道，这是最容易踩、也最难排查的坑。
(2.2.4) 训练 ACT 策略（约 1 天）
ACT 是非常经典的操作策略算法，适合作为第一个复现对象，训练大约需要 12GB 显存。策略适配器位于 XPolicyLab/policy/ACT/，XPolicyLab 里所有策略都遵循同一套生命周期脚本：
cd XPolicyLab/policy/ACT
bash install.sh # 安装策略侧运行环境
bash process_data.sh
bash train.sh
同一套参数命名会贯穿数据处理、训练与评测，中途不需要改名：bench_name 取 RoboTwin；ckpt_name 是本次训练的简称，例如 act_demo；env_cfg_type 用 arx_x5（对应 RoboTwin 默认的 aloha-agilex 布局）；action_type 一般取 joint 或 ee。权重会落在 checkpoints/----/。具体参数与显存要求以 ACT 适配器 README 为准。
(2.2.5) 评测策略并对照榜单（约 1 天）
RoboTwin 的所有评测都统一走 scripts/eval_policy.sh。调度器会为每个任务各起一个策略服务端和一个仿真器，任务列表与 GPU 配置写在 env_cfg/eval/all_tasks.yml——只想评单个任务的话，把 tasks 裁成一条即可：
bash scripts/eval_policy.sh multitask \
--config env_cfg/eval/all_tasks.yml \
--policy-name ACT \
--ckpt-name \
--env-cfg-type arx_x5 \
--policy-conda-env \
--eval-env-conda-env \
--action-type joint
加 --dry-run 可以只校验调度计划而不真正启动，结果默认写到 eval_result/multitask/。如果本机显卡不够，还可以把策略服务端放在远程机器、仿真器留在本地，用 --enable-remote 搭配 --policy-server-ip / --policy-server-port 连接，详见 XPolicyLab 文档。
跑完后把自己的成功率与 Leaderboard 上 ACT 的官方成绩对照（demo_clean 下约 56%）。差距过大通常说明数据量、训练轮数或 action_type 没对齐。
至此你已经完整走过一遍操作策略的生命周期。下一步最划算的动作是换个策略再跑一遍：把 --policy-name 换成 Pi_0、RDT_1B、GR00T_N17、X_VLA 中的任意一个，其余流程完全一致，这样能直观感受不同架构在同一任务上的差异。完整策略清单见 XPolicyLab 文档。
📄 (3) Useful Info —— 有利于搭建认知的资料
这一章用于快速建立对具身智能领域的整体认知，适合在系统学习算法、工程或硬件之前，用来了解技术版图、社区生态与研究脉络。
(3.1) 方向性与方法论资料
(3.2) 社区与自媒体（长期跟进价值高）
中文（微信公众号）
石麻日记、Lumina 具身智能、机器之心、新智元、量子位、具身智能研究室、具身纪元、Human Five、Xbot 具身知识库、具身智能之心、自动驾驶之心、3D 视觉工坊、将门创投、RLCN 强化学习研究、CVHub
中文（小红书博主）
WhynotTV、TianxingChen（陈天行）、穆尧_YaoMarkMu、许华哲 Harry、周博宇、高飞、李弘扬、朱政、丁琰、YY 硕、Mango-Man、RHOSLab #PI-李永露、正合时宜、心言任永亮、York Yang-Dyna Robotics、哲伦班长、吴翼、丁文超、陈思衡、韩晓光、梁俊卫
小红书上曾有一场 AI 学者 Ask Me Anything 活动，多位具身与机器人方向的老师在其中答疑，精华实录可作为寻找值得关注账号的线索。
社区与 wiki
英文 newsletter / 媒体 / 播客
- Import AI（Jack Clark，偏政策与产业视角）：newsletter
- The Batch（DeepLearning.AI，综述性强、门槛低）：newsletter
- Ahead of AI（Sebastian Raschka，训练与实现细节）：newsletter
- Humanoid Daily（人形机器人行业日更）：website｜Machine Dawn：website
- IEEE Spectrum Robotics：website｜The Robot Report（偏商业化与供应链）：website
- TWIML AI Podcast：podcast｜The Robot Brains（Pieter Abbeel 主持）：podcast
(3.3) 实验室与学术生态
- Robotics 实验室总结：zhihu link1｜zhihu link2
- 具身智能华人高引榜：repo
- Lumina 具身智能社区：website
(3.4) 高质量会议与期刊（论文检索时重点关注）
机器人：Science Robotics, TRO, IJRR, JFR, RSS, RAL, IROS, ICRA, CoRL
计算机视觉：CVPR, ICCV, ECCV｜机器学习：NeurIPS, ICML, ICLR｜AI 与 NLP：AAAI, ACL
(3.5) 论文列表（长期跟进研究进展与选题调研）
- Awesome Humanoid Robot Learning（Yanjie Ze）：repo
- Paper Reading List（DeepTimber Community）：repo
- Paper List（Yanjie Ze）：repo
- RoboScholar / Embodied AI Paper List（Tianxing Chen）：repo
- Awesome LLM Robotics：repo
- Awesome Video Robotic Papers：repo
- Awesome Embodied Robotics and Agent：repo
- awesome-embodied-vla / va / vln：repo
- Awesome Affordance Learning：repo
- Embodied AI Paper TopConf：repo
- Awesome RL-VLA for Robotic Manipulation（Haoyuan Deng）：repo
- Awesome Efficient-VLA for Robotic Manipulation（Weifan Guan）：repo
- Awesome Embodied Data：project｜repo｜arXiv
(3.6) 年度趋势总结
- 1,228 篇 VLA 论文里的数据问题（2026.06，实证分析：VLA 论文量同比增长 5 倍）：website
- VLA 数据集 / 基准 / 数据引擎综述（2026.04）：arXiv｜repo
- State of Robot Learning（Dec 2025）：website
- 许华哲 - 具身智能：2025 回望：website
- 林天威 - 具身 VLA 的 2025：从 Demo 到通用的距离：website
🍎 (4) Algorithm —— 算法篇
完整内容：topics/algorithm.md
这一篇把具身智能中最常用的「算法能力栈」从下往上串了起来：底层是工程工具与几何、标定、控制这类决定系统能否稳定运行的基础；中层是视觉与多模态表征（2D/3D/4D、prompting、affordance），负责把复杂世界压缩成可泛化、可对齐、可被策略利用的中间表示；上层则是学习与决策（RL/IL、VLA、LLM + Planner、快慢系统），把感知与任务目标转成可执行动作，并逐步走向更长程、更通用、更可部署的系统形态。
- (1) Common Tools —— 常用工程工具
- (2) Vision Foundation Models —— 视觉基础模型
- (3) Robot Learning —— 机器人学习
- (4) LLM for Robotics —— LLM + 机器人
- (5) VLA —— Vision-Language-Action Models
- (6) Computer Vision —— 计算机视觉
- (7) Computer Graphics —— 计算机图形学
- (8) Multimodal Models —— 多模态模型
- (9) Robot Navigation —— 机器人导航
- (10) Embodied AI for X —— 具身智能 + X
🏋️♂️ (5) Infrastructure —— 软件基础设施篇
这一章关注的不是「具体某个模型」，而是支撑具身智能研究与系统落地的软件基础设施（Infrastructure）。仿真器决定你能构建怎样的世界，基准集决定你如何比较方法优劣，数据集决定模型最终学到什么样的行为分布。它们共同构成了具身智能中最容易被忽视、但最影响上限与复现性的部分。
🎮 (6) Control —— 控制篇
完整内容：topics/control.md
这一章并不是为了让你「立刻跑一个模型」，而是为具身智能系统提供稳定性、可解释性与工程底座。控制论保证系统在高频下不崩溃，机器人学提供几何与动力学约束，SLAM 与状态估计让机器人「知道自己在哪里」，ROS 与工程库则把理论变成可复现的系统。
- (1) Control and Robotics —— 控制论与机器人学基础
- (2) Control Foundations —— 控制理论基础
- (3) Robotics Foundations —— 机器人学导论
- (4) Whole-Body Control —— 全身控制与人形运动 ⭐
🦾 (7) Hardware —— 硬件篇
完整内容：topics/hardware.md
具身智能硬件涵盖多个技术栈：嵌入式软硬件、机械设计、机器人系统集成与传感器等。它们知识面很杂，但共同目标只有一个：把「算法」变成真实世界里稳定可复现的系统。关于硬件学习，最有效的方式几乎永远是 从实践出发——先做出一个能跑起来的最小系统，再逐步扩展复杂度与可靠性。
- (1) Embedded —— 嵌入式
- (2) Mechanical Design —— 机械设计
- (3) Robot System Design —— 机器人系统设计
- (4) Sensors —— 传感器
- (5) Tactile Sensing —— 触觉感知
- (6) Data Collection —— 数据采集硬件
- (7) Companies —— 公司与硬件生态
🤝 Contributing —— 参与贡献
本项目由社区共同维护，欢迎任何形式的参与：
- 补充资料：在对应篇章的
topics/*.md中按现有条目格式追加，并尽量补上一句话说明这份资料解决什么问题； - 修正内容：发现失效链接、过时结论或表述错误，欢迎直接提 PR 或开 Issue；
- 改进结构：对章节组织与学习路线有想法，欢迎在 Issue 中讨论。
提交 PR 前请确认：条目放在了语义最贴近的章节、链接可正常访问、格式与相邻条目保持一致。
👍 Citation —— 引用
如果这个仓库对你有帮助，欢迎引用：
@misc{embodiedaiguide2025,
title = {Embodied-AI-Guide},
author = {Embodied-AI-Guide-Contributors, Lumina-Embodied-AI-Community, Tianxing Chen},
month = {January},
year = {2025},
url = {https://github.com/TianxingChen/Embodied-AI-Guide},
}
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🤝 Sponsors —— 支持机构
感谢 无界智航、超维动力、香港大学 MMLab、地瓜机器人、松灵机器人 对本项目的支持。
