金磊 發自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
這一次,機器人更能看懂我們的真實世界了。
能看懂到什么程度?
我們直接來看一個效果:
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視頻地址:
https://mp.weixin.qq.com/s/z1iVG8ZKv3Rj8TOMB6eezQ
視頻中最左側的是我們真實世界的畫面效果;中間的視頻是未經算法美化的原始深度圖,很明顯,杯子的輪廓是破碎,部分杯壁和背景是混在一起的,香檳塔也像是被挖掉了不少空洞,幾乎看不出形狀輪廓……
但現在機器人看世界就不一樣了,從最右側的視頻中我們能看到,杯子的邊界、層級和整體結構更完整,頂部杯子、酒瓶、杯塔之間的空間關系變得更加清楚,甚至連很細的透明水柱都清晰可見。
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或許有小伙伴要問了,看得差不多不就行了?
非也,非也。
這類差異放到機器人身上,如果它要去抓一個杯子,邊界看不準,就可能抓偏;如果它要在家庭、商場、工廠里持續移動,深度結果一直破碎,后面的規劃和控制都會跟著抖。
而這,便是螞蟻靈波剛剛發布LingBot-Vision和LingBot-Depth2.0的核心原因:
- LingBot-Vision:是面向機器人真實任務的空間原生視覺基模,負責給機器人打一個更懂物理世界的視覺底座;
- LingBot-Depth 2.0 則是基于LingBot-Vision做出的空間感知模型,把這個視覺底座進一步轉化為更穩定的深度結果。
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研究一出,也是引發了不少網友的關注,他們紛紛直呼:
玻璃、透明物體才是機器人視覺的噩夢;這是重要的里程碑。
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一言蔽之,對于具身視覺來說,看得見還只是第一步;看得準,才有機會真正行動起來。
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機器人看世界,最怕“差一點”
雖然具身智能這幾年確實很火,但真把它們丟進真實場景的時候,我們往往會發現很多問題會迅速回到最基礎的一層:
視覺感知穩不穩。
第一類老大難的問題,就是透明和反光材質。
剛才的香檳塔就是典型例子,透明杯壁在RGB畫面里能看到,但深度傳感器和深度模型常常會在這里不穩定:有的地方補不上、有的邊緣粘在一起、有的區域直接空掉。
LingBot-Depth 2.0的輸出更像是在幫機器人補上一層穩定的空間骨架,是盡量在把杯口、杯壁、杯身之間的幾何關系保持住。
這對于機器人的抓取任務來說,可以說是非常關鍵的。
因為機械臂要抓杯子,并不只需要知道“這是杯子”。它還要知道杯子的邊界、開口方向、可接近位置,以及手爪靠近時會不會碰到旁邊那一層杯子。
就像昨天螞蟻靈波提前放出的預告片里,機器人首先看到帶有透明水柱的清晰深度圖,知道水在哪里,才能準確將水壺推到水柱下,繼而接滿一壺水。
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視頻地址:
https://mp.weixin.qq.com/s/z1iVG8ZKv3Rj8TOMB6eezQ
第二類難點,是小目標和遠距離目標。
在下面這個例子里,原始視頻是一只狗狗在戶外追逐一個網球,遠處的狗狗已經算是不大的目標了,網球在整個畫面里更是顯小:
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視頻地址:
https://mp.weixin.qq.com/s/z1iVG8ZKv3Rj8TOMB6eezQ
從效果上來看,中間的raw depth基本是糊得一塌糊涂,完全分不清任何主體,跟別提小如網球的目標了。
反觀LingBot-Depth 2.0這邊的結果,地面、遠處墻體、網球、樹木和狗的位置關系更清楚。
這個能力放到移動機器人、巡檢機器人、人形機器人身上,價值會更直接。
移動機器人往前走時,不能等到障礙物貼臉了才反應。它需要提前看到遠處的人、寵物、路障、貨架邊緣,然后把這些信息交給導航和規劃系統。
如果遠距離深度一直不穩定,機器人就很容易一會兒誤以為前方沒東西,一會兒又突然發現障礙物,動作自然也會變得遲疑甚至危險。
第三類難點,是室內復雜場景。
比如家里的玻璃門、窗簾、電視柜、陽臺雜物,光照還會隨著鏡頭移動不斷變化。以往視覺模型的結果經常會在玻璃、強光、陰影、邊緣交界處出現大片破碎和空洞:
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視頻地址:
https://mp.weixin.qq.com/s/z1iVG8ZKv3Rj8TOMB6eezQ
而LingBot-Depth 2.0的結果則是更連續,墻面、玻璃門、窗簾、地面和近處物體之間的空間層次保留得更完整。
這類任務對于家庭服務機器人來說是比較重要的,畢竟家庭環境中的東西往往擺放很隨意,機器人如果要在這種環境里送水、拿東西、避讓人和家具,就需要一個足夠穩定的空間輸入。
第四類難點,是弱光、遮擋和雜亂。
在下面這個室內走廊和房間視頻里,門框、墻角、窗簾、桌面、電視等結構交錯出現。傳統視覺模型的效果,邊緣位置容易冒出噪點和缺口;而LingBot-Depth 2.0結果則更穩定,墻面、門框、桌面邊緣更連續。
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視頻地址:
https://mp.weixin.qq.com/s/z1iVG8ZKv3Rj8TOMB6eezQ
這些案例合在一起,其實指向的是同一個問題,即機器人看世界,不能只靠語義理解。
它需要的視覺能力更接近一種空間常識,比如哪里是邊界、哪里是空的、哪里能走,哪個物體還離我很遠等等。
這也是LingBot-Depth 2.0要體現的幾個重點:
邊緣更清晰、物體輪廓更完整、細小目標更穩定、遠距離目標更可靠,在復雜材質和復雜光照下,深度圖破碎和缺失更少。
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視頻地址:
https://mp.weixin.qq.com/s/z1iVG8ZKv3Rj8TOMB6eezQ
但更關鍵的問題來了,為什么這些提升會發生?
答案要回到LingBot-Vision。
空間原生視覺,為什么要從“邊界”學起?
傳統視覺基礎模型的發展,過去很長時間都在圍繞讓模型更好地理解圖像內容這個目標。
但也正如我們剛才提到的,機器人眼里的世界是不太一樣的。
一只貓不只是“貓”這個類別,機器人還要知道貓離自己多遠,身體邊界在哪里,會不會突然移動,桌子邊緣和貓之間有沒有安全距離。
所以,具身智能需要的視覺底座,必須更重視幾何結構。
而幾何結構里,一個很重要的入口,就是邊界。
邊界不只是物體輪廓,它往往同時意味著深度突變、遮擋關系、空間分割和可交互區域。比如杯口的邊緣、門框的邊線、桌面的輪廓、行人和背景之間的分界,都會影響機器人后續的移動、避障和抓取。
LingBot-Vision的核心思路,就是把邊界和空間結構放到預訓練目標里。
為此,團隊專門提出了masked boundary modeling,可以理解成一種讓模型專門學習難點的自監督訓練方式。
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普通的Mask modeling更像是隨機遮住圖像中的一塊,讓模型猜回來。問題在于,隨機遮住的地方可能只是墻面、天空、地板這類信息密度不高的區域。模型猜對了,也未必真正學到了空間結構。
LingBot-Vision的做法更有針對性。
它會讓教師模型在線發現圖像里的邊界token,再把這些邊界token強制加入學生模型的mask里。換句話說,模型不能只在容易的平坦區域刷題,而要去學習那些更難、更有空間信息量的邊界區域。
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這就是boundary-forcing。
更細一點看,邊界token還會被分配幾何目標。模型不只學習語義,也學習邊界場,也就是那些能描述邊界位置、方向和幾何關系的信號。
為了讓這種訓練更穩定,團隊還引入了分類化的邊界場表示,以及a-contrario檢驗,減少把噪聲誤當成真實結構的情況。
說白了,LingBot-Vision是在預訓練階段就告訴模型別只盯著“這是什么”,也要學會“它的邊界在哪、形狀如何、和周圍空間是什么關系”。
這也是它和DINOv3這類通用視覺基礎模型的關鍵差異之一。
雖然LingBot-Vision也建立在DINO自蒸餾范式的基礎上,但LingBot-Vision額外引入了Boundary forcing機制,讓模型在掩碼建模過程中更關注形狀和物體邊界相關結構。
從結果來看,LingBot-Vision是一個約10億參數級的ViT,通過純自監督訓練,在密集空間任務上可以匹敵或超過參數量最多大約7倍的視覺基礎模型;在NYU-Depth v2上,取得所有對比模型中的最佳精度,包括7B DINOv3在內。
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更有意思的是,它的蒸餾學生模型也很能打。
論文顯示,0.3B學生模型在NYU-Depth v2上能達到與7B DINOv3相當的精度,參數量大約少23倍。對機器人來說,這一點很現實——不是所有機器人都能背著一個巨大的模型到處跑,端側部署、算力成本、延遲,都得算賬。
LingBot-Depth 2.0則是這條技術路線的一個直接驗證。
它基于LingBot-Vision升級,在12個深度補全benchmark上取得領先結果。更重要的是,論文里提到,隨著下游訓練數據增加,LingBot-Vision編碼器帶來的優勢會進一步擴大。
換言之,底座如果更懂空間,后面的深度模型吃更多數據時,優勢不會被沖淡,反而可能越訓練越明顯。
所以LingBot-Vision和LingBot-Depth 2.0的關系,不能簡單理解成“一個視覺模型加一個深度模型”。
前者是空間原生視覺底座,后者是空間感知能力的落地驗證。Depth2.0之所以能在透明、反光、遠距離、小目標、復雜室內場景里表現更穩,背后支撐它的,是LingBot-Vision在預訓練階段就更重視邊界和幾何結構。
具身要真正上崗,視覺感知很重要
或許提到具身智能,最容易被我們get到的技術是大模型接入機器人,讓它們能聽懂指令、規劃任務,并且和人對話。
但有一說一,當他們真進到工廠、倉庫、商場、家庭這些環境里,視覺亦然是非常重要的一個環節。
因為視覺一旦不穩,后面的鏈條都會受影響。
移動機器人可能繞不開障礙物,機械臂可能抓偏,服務機器人可能誤判門、墻、玻璃和人之間的位置,人形機器人也很難在復雜環境中穩定行動。
所以,具身智能真正落地,也需要視覺底座、空間感知、運動控制、硬件傳感器一起往前走。
這也是此次螞蟻靈波開源LingBot-Vision和發布LingBot-Depth 2.0的意義所在。
他們把機器人需要的視覺和空間感知能力,做成一個更容易復用的底座。對機器人企業、開發者和研究機構來說,這有助于降低使用門檻,也能讓下游團隊更快驗證移動、避障、抓取等真實任務。
從場景看,這類能力可以服務移動機器人、機械臂、倉儲物流、工業巡檢、服務機器人、人形機器人、3D視覺設備和空間計算等方向。
此外,LingBot-Depth 2.0已通過奧比中光深度視覺實驗室認證。雙方也圍繞EGO-RGBD數采設備、SDK和后續一體化相機產品展開合作,說明這套能力正在從論文,繼續走向硬件與產品集成。
當然,視覺底座升級不會讓機器人一夜之間無所不能。傳感器差異、算力限制、場景泛化、控制精度和成本,都還需要繼續打磨。
但趨勢已經很清楚:具身智能的競爭,正在往更底層走。畢竟,機器人要進入真實世界,第一步就是看準。
當機器人開始更好地理解空間,具身智能離真正上崗,也就更近了一步。
模型權重:
https://huggingface.co/collections/robbyant/lingbot-vision
https://www.modelscope.cn/collections/Robbyant/LingBot-Vision
代碼:
https://github.com/robbyant/lingbot-vision
技術報告:
https://arxiv.org/abs/2607.05247
項目主頁:
https://technology.robbyant.com/lingbot-vision
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