《大模型驱动的具身智能：架构、设计与实现》+机器人的系统架构

Lily李

《大模型驱动的具身智能：架构、设计与实现》+机器人的系统架构 [复制链接]

自可编程机器人问世以来，架构在系统设计与开发中就发挥着核心的作用，它决定着系统运行的效率、功能实现及整体的性能，

在机器人技术的发展过程中，任务规划与控制实现一直是两大难题，它涉及到多层次结构的复杂性及有效管理和协调等问题。

目前，多级分层架构和端到端架构已逐渐成为解决这些问题的主要方法和手段。

其中，多级分层架构是通过系统模块化来达到增强系统可靠性与可扩展性的目标，而端到端架构，则是通过减少中间层次来达到简化系统设计与实现的目的。

在构建通用智能机器人的过程中，除了依赖强大的硬件基础，还需软件架构来管控和优化机器人的感知、规划及控制。为此，提出了相应的设计范式，它分为：层次范式、行为方式及混和范式。

其中，层次范式的作用是为机器人系统提供一种结构化的处理框架。它采用多层架构，即感知层、规划层及执行层等。

该架构有利于从底层逐步上升来进行信息处理及决策制定。

 

图1 基于层次范式的机器人架构

 

对于行为范式，它是通过多个紧密耦合的“感知-行动”模块来组织其行为。由于这些模块能够并发运行，故它的每个模块是独立获取本地传感数据的，能根据当前环境求解出最适合的动作，而无须依赖其他处理过程来达到快速响应外界变化效能，从而有效地提升系统的实时性。

 

图2  基于行为范式的机器人架构

 

至于混合范式，则是结合了层次范式和行为范式两者的特点，旨在同时实现代化任务执行效率及灵活性的目标。这种架构在将复杂任务分解为子任务的同时，又通过行为范式来快速响应环境的变化，以实现更高效的任务管理和更灵活的环境适攻能力。

此外，还涉及到一个问题就是分层范式与端到端架构的特色问题。

在分层范式中，感知、决策、规划和行动均被划分为独立的功能模块，各模块的作用为：

感知模块负责收集并处理环境信息；决策模块是根据处理后的信息制定行动策略；规划模块是根据任务要求进行规划；行动模块则是执行这些策略。每个模块都有定义清晰的接口和职责分工，从而优化其特定任务的执行效率和可靠性。此外，模块之间的独立性也显著提升了系统的适应性和可维护性。

 

图3 机器人系统设计的分层范式

 

而对于端到端架构，则是将传统的多层次功能区分整合到统一的神经网络模型中，从而简化整个处理流程。这种架构通常在接收到原始输入数据后，直接输出控制信号或决策结果，能实现感知与行动的紧密结合。端到端架构的主要优势在于消除了多个处理层次间接口的需求，简化了系统设计和实施过程，使得系统能够通过训练直接学习从输入到输出的映射，减少信息传递过程中的损失，能在某些应用上超越传统的多阶段处理方法。

 

图4 机器人系统设计的端到端架构

Jacktang

谢谢，知道了还有多级分层架构和端到端架构两个架构问题

Lily李

Jacktang 发表于 2026-4-12 08:32 谢谢，知道了还有多级分层架构和端到端架构两个架构问题

哈哈，我也是现趸现卖！