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Figure推出Helix：人形机器人控制迎来端到端通用模型时代

导语： 人形机器人领域迎来重大突破！近日，美国人工智能公司Figure宣布推出其最新的通用视觉-语言-动作（VLA）模型——Helix。该模型能够以高达200Hz的速率控制人形机器人的整个上半身，并支持多机器人协作，更令人瞩目的是，Helix无需任务特定的微调，即可基于自然语言指令完成复杂任务，展现出强大的泛化能力。这一成果标志着人形机器人控制技术迈向了端到端通用模型的崭新时代，为人形机器人在家庭服务、工业自动化等领域的广泛应用奠定了坚实基础。

正文：

在人工智能浪潮席卷全球的背景下，机器人技术作为重要的落地应用领域，正受到越来越多的关注。人形机器人因其与人类相似的形态和运动方式，被认为是未来智能社会的重要组成部分。然而，长期以来，人形机器人的控制一直面临着诸多挑战，例如动作的精确性、泛化能力以及多机器人协作等。Figure公司此次推出的Helix模型，正是旨在解决这些难题，为人形机器人控制带来革命性的变革。

一、Helix：人形机器人控制的颠覆者

Helix并非简单的机器人控制系统，而是一个端到端的通用视觉-语言-动作模型。这意味着，它能够直接从原始像素和自然语言指令映射到连续的机器人动作输出，无需复杂的中间步骤和人工干预。这一特性赋予了Helix极高的灵活性和适应性，使其能够应对各种复杂的任务场景。

Helix的核心优势体现在以下几个方面：

1. 全上身高速控制： Helix能够以高达200Hz的速率控制机器人的整个上半身，包括手腕、躯干、头部和手指。这种高速控制能力使得机器人能够执行更加精细和复杂的动作，例如抓取易碎物品、操作精密仪器等。

2. 多机器人协作： Helix支持多个机器人同时运行同一套神经网络权重，实现协作完成任务。这意味着，多个机器人可以像人类一样协同工作，共同搬运重物、整理物品等，大大提高了工作效率。

3. 自然语言理解与执行： Helix能够理解自然语言指令，并将其转化为具体的机器人动作。例如，用户可以通过简单的语音指令，让机器人拿起从未见过的物品、打开抽屉或冰箱等。

4. 强大的泛化能力： Helix经过大量数据的训练，能够处理数千种形状、大小和材质各异的物品。这意味着，机器人无需针对特定物品进行专门的编程，即可灵活应对各种不同的任务。

5. 商业部署能力： Helix完全在低功耗嵌入式GPU上运行，适合大规模商业化应用。这意味着，企业可以在各种不同的场景中部署Helix，无需担心硬件成本和功耗问题。

二、Helix的技术原理：双系统架构与端到端训练

Helix之所以能够实现如此强大的功能，得益于其独特的技术架构和训练方法。Helix采用了双系统架构，包括系统1（S1）和系统2（S2），分别负责不同的任务。

• 系统2（S2）： S2基于7B参数的开源视觉语言模型（VLM），负责场景理解和语言理解。它以7-9Hz的频率运行，用于“慢速思考”高级目标，将视觉和语言信息转化为语义表征。S2将语义信息编码为连续的潜在向量，传递给系统1。简单来说，S2负责理解“做什么”。

• 系统1（S1）： S1基于80M参数的Transformer编码器-解码器架构，用于底层控制。它以200Hz的频率运行，快速执行和调整动作。S1将S2传递的潜在向量与视觉特征结合，转化为精确的机器人动作，例如手腕姿态、手指控制、头部和躯干方向。简单来说，S1负责“怎么做”。

这种双系统架构的优势在于，它能够将高级语义规划和实时动作执行解耦，既保证了系统的泛化能力，又实现了快速响应。

此外，Helix的训练过程也至关重要。Helix采用端到端训练方法，直接从原始像素和自然语言指令映射到连续动作输出，使用标准回归损失进行训练。在训练过程中，Figure还引入了时间偏移，模拟S1和S2的推理延迟，确保训练与部署的一致性。

三、Helix的应用前景：重塑人机协作的未来

Helix的推出，为人形机器人在各个领域的应用打开了新的大门。以下是一些潜在的应用场景：

1. 家庭服务： Helix可以用于整理物品、收纳、操作家电等日常家务，减轻人们的家务负担，提高生活质量。想象一下，未来的家庭中，机器人可以根据你的语音指令，帮你收拾房间、准备晚餐，甚至照顾老人和孩子。

2. 多机器人协作： 在工业生产、物流仓储等领域，多个机器人可以共享一套神经网络，共同完成搬运或组装任务，提高生产效率和降低成本。例如，在汽车制造厂，多个机器人可以协同完成车身的焊接、喷漆等工序。

3. 物品抓取： Helix可以基于自然语言指令抓取从未见过的物品，适用于物流和仓储。这意味着，机器人可以根据订单信息，自动从货架上抓取商品，并进行打包和配送。

4. 工业自动化： Helix可以用于复杂的人机协作任务，例如零部件装配和质量检测。在这些任务中，机器人可以与人类工人协同工作，共同完成复杂的生产任务。

5. 服务行业： Helix可以在酒店、餐厅等场所提供引导、递送和清洁服务，提升服务质量和效率。例如，在酒店，机器人可以为客人提供入住登记、行李搬运等服务；在餐厅，机器人可以为客人点餐、送餐等服务。

四、面临的挑战与未来发展趋势

尽管Helix取得了显著的进展，但人形机器人控制领域仍然面临着一些挑战。例如，如何提高机器人在复杂环境中的适应能力、如何保证机器人的安全性和可靠性、如何降低机器人的成本等。

未来，人形机器人控制技术的发展趋势可能包括以下几个方面：

1. 更强大的通用模型： 未来的通用模型将能够处理更加复杂的任务，并具备更强的泛化能力。例如，未来的机器人可能能够理解更加抽象的指令，并能够自主学习新的技能。

2. 更高效的训练方法： 未来的训练方法将能够利用更少的数据，更快地训练出更加强大的模型。例如，未来的机器人可能能够通过模拟训练，快速学习新的技能。

3. 更智能的感知系统： 未来的感知系统将能够提供更加准确和全面的环境信息，帮助机器人更好地理解周围的世界。例如，未来的机器人可能能够通过视觉、听觉、触觉等多种传感器，感知周围的环境。

4. 更安全的控制算法： 未来的控制算法将能够保证机器人的安全性和可靠性，避免发生意外事故。例如，未来的机器人可能能够自动检测和避免碰撞，并能够在紧急情况下采取安全措施。

5. 更低成本的硬件平台： 未来的硬件平台将能够降低机器人的成本，使其能够更加广泛地应用于各个领域。例如，未来的机器人可能采用更加轻量化和低功耗的材料和部件。

五、专家观点：Helix是人形机器人发展的重要里程碑

多位人工智能和机器人领域的专家对Figure推出的Helix模型给予了高度评价。

• 卡内基梅隆大学机器人研究所所长Martial Hebert教授表示： “Helix的出现标志着人形机器人控制技术取得了重大突破。它不仅能够实现高速和精确的动作控制，还具备强大的泛化能力和商业部署潜力。我相信，Helix将加速人形机器人在各个领域的应用。”

• 斯坦福大学人工智能实验室主任李飞飞教授表示： “Figure的Helix模型是人工智能与机器人技术深度融合的典范。它展示了通用模型在机器人控制领域的巨大潜力。我相信，随着技术的不断发展，人形机器人将在未来社会中扮演越来越重要的角色。”

• 麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室主任Daniela Rus教授表示： “Helix的端到端训练方法和双系统架构为人形机器人控制提供了新的思路。它不仅能够提高机器人的性能，还能够降低开发和维护成本。我相信，Helix将推动人形机器人技术的发展。”

结论：

Figure推出的Helix模型，是人形机器人控制领域的一项重大突破。它不仅能够实现高速和精确的动作控制，还具备强大的泛化能力和商业部署潜力。Helix的出现，标志着人形机器人控制技术迈向了端到端通用模型的崭新时代，为人形机器人在家庭服务、工业自动化等领域的广泛应用奠定了坚实基础。

尽管人形机器人控制领域仍然面临着一些挑战，但随着技术的不断发展，我们有理由相信，人形机器人将在未来社会中扮演越来越重要的角色，为人类带来更加美好的生活。Helix的出现，无疑是人形机器人发展历程中的一个重要里程碑，它将激励更多的研究者和工程师投入到这一领域，共同推动人形机器人技术的进步。

参考文献：

• Figure官方网站：https://www.figure.ai/
• Figure Helix相关新闻报道
• 相关学术论文和研究报告

致谢：

感谢所有为本文提供信息和帮助的人士。
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