【ZiDongHua 之創(chuàng)新自科文收錄關(guān)鍵詞： 中國信通院 北京郵電大學(xué) 清華大學(xué) 具身智能 人工智能 機(jī)器人 具身智能操作系統(tǒng)】

　　

　　

　　具身智能是一種將人工智能深度融入機(jī)器人或其他物理實(shí)體中的顛覆性技術(shù)，使它們能夠自主感知、學(xué)習(xí)并與環(huán)境進(jìn)行動態(tài)互動。未來，具身智能技術(shù)賦能的機(jī)器人（或稱具身智能體）將無處不在。它可以是物流倉庫中的自動搬運(yùn)機(jī)器人、工廠里的機(jī)械臂、協(xié)助完成高精度手術(shù)操作的醫(yī)生助理、救火現(xiàn)場的消防員、幫助處理日常家務(wù)、照顧老人和兒童的家庭服務(wù)機(jī)器人。

　　

　　當(dāng)前，定義一個全球化的具身智能軟硬件生態(tài)系統(tǒng)已變得迫在眉睫。在這一生態(tài)系統(tǒng)中，具身智能操作系統(tǒng)是核心要素。掌握這一基礎(chǔ)軟件架構(gòu)及其與硬件的接口標(biāo)準(zhǔn)者，將在未來十年內(nèi)主導(dǎo)具身智能領(lǐng)域的突破與進(jìn)步。尤其對我國而言，擁有自主可控的操作系統(tǒng)和中間件至關(guān)重要。傳統(tǒng)操作系統(tǒng)往往難以同時滿足具身智能體在實(shí)時性、安全性以及智能交互方面的需求。因此，具身智能技術(shù)的發(fā)展迫切需要在基礎(chǔ)軟件層面，特別是操作系統(tǒng)領(lǐng)域，夯實(shí)根基。這不僅能為具身感知、具身規(guī)劃和具身執(zhí)行等核心環(huán)節(jié)提供有力支持，還能促進(jìn)零配件及通信協(xié)議層面形成統(tǒng)一的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，加速行業(yè)的融合與發(fā)展。

　　

　　中國信息通信研究院（以下簡稱“中國信通院”）、北京郵電大學(xué)與清華大學(xué)聯(lián)合推出了一款面向智能機(jī)器人的開箱即用的具身智能操作系統(tǒng)——有形具身智能操作系統(tǒng)，英文名為：Embodied Operating System（簡稱“EOS”），并已經(jīng)于近期開源。有形具身智能操作系統(tǒng)（EOS）不同于國外知名機(jī)器人框架ROS，其不僅限于中間件層面的功能實(shí)現(xiàn)，而是從操作系統(tǒng)內(nèi)核到中間件以及具身智能和空間智能算法庫進(jìn)行了全方位的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)，并支持了實(shí)時內(nèi)核。

 

　　

　　圖1：有形具身智能操作系統(tǒng)（EOS）架構(gòu)圖

　　

　　有形具身智能操作系統(tǒng)具備4個特點(diǎn)

　　

　　一、有形具身智能操作系統(tǒng)（EOS）對國產(chǎn)芯片進(jìn)行了深度適配，強(qiáng)調(diào)自主可控和開源開放。目前，有形具身智能操作系統(tǒng)（EOS）的內(nèi)核為實(shí)時操作系統(tǒng)內(nèi)核RROS，基于RROS已完成對龍芯（Loongarch）指令集和RISC-V指令集的支持。這種深度適配不僅確保了操作系統(tǒng)能夠在各種國產(chǎn)硬件平臺上穩(wěn)定運(yùn)行，更能夠最大限度地發(fā)揮國產(chǎn)芯片的性能優(yōu)勢。通過自主可控的技術(shù)路線，EOS降低了對國外軟硬件技術(shù)的依賴，增強(qiáng)了技術(shù)安全性。此外，開源開放的特性使得開發(fā)者和企業(yè)能夠共同參與系統(tǒng)的開發(fā)和優(yōu)化，推動形成一個充滿活力和創(chuàng)新的開源生態(tài)系統(tǒng)。

　　

　　二、有形具身智能操作系統(tǒng)（EOS）是機(jī)器人應(yīng)用于新型工業(yè)化中所急需的基礎(chǔ)軟件。實(shí)時操作系統(tǒng)對于工業(yè)機(jī)器人和醫(yī)療機(jī)器人等對時間和精度有要求的場景至關(guān)重要，EOS通過集成RROS，賦予了Linux內(nèi)核實(shí)時化能力，確保機(jī)器人或具身智能體能夠安全、可靠地執(zhí)行實(shí)時任務(wù)。這一集成使得EOS具備了處理高實(shí)時性任務(wù)的能力，可以在微秒級響應(yīng)外部環(huán)境的變化，保證機(jī)器人在執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)尤其是工業(yè)場景或多智能體協(xié)作時的精確度和安全性。實(shí)時化能力對工業(yè)機(jī)器人、自動駕駛車輛和醫(yī)療機(jī)器人等需要快速反應(yīng)和高可靠性的應(yīng)用場景尤其重要，有助于實(shí)現(xiàn)更高水平的操作效率和任務(wù)安全。

　　

　　三、有形具身智能操作系統(tǒng)（EOS）為開發(fā)者提供了一種低門檻的具身智能應(yīng)用開發(fā)范式。EOS期望通過簡化的開發(fā)流程、豐富的中間件、獨(dú)立維護(hù)的具身智能和空間智能算法庫、公開的協(xié)作機(jī)制和平臺，讓開發(fā)者可以輕松上手并迅速開始項(xiàng)目開發(fā)。具體來說，EOS計劃提供全聲明周期的開發(fā)支持套件，包括仿真軟件支持，實(shí)體硬件套裝，不僅可以縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，還大幅降低了開發(fā)成本，助力各類智能設(shè)備的創(chuàng)新與快速迭代，推動具身智能生態(tài)圈的持續(xù)擴(kuò)展和成熟發(fā)展。同時，EOS開發(fā)系統(tǒng)能夠支持多智能體協(xié)議，允許開發(fā)者輕松構(gòu)建和管理多個智能體之間的協(xié)作，使不同智能體能夠在復(fù)雜場景中高效協(xié)同工作。系統(tǒng)還會提供豐富的開發(fā)工具、預(yù)構(gòu)建的模塊和完善的技術(shù)文檔，幫助開發(fā)者快速構(gòu)建、測試和部署智能機(jī)器人和具身智能體應(yīng)用。并且，基于EOS提供的上下游機(jī)制和平臺，可以讓具身智能相關(guān)軟硬件協(xié)同優(yōu)化，匯聚軟件算法、中間件、通信協(xié)議、實(shí)時內(nèi)核、底層硬件等上下游參與者。

　　

　　四、有形具身智能操作系統(tǒng)（EOS）為具身智能體的用戶提供了AI原生的人機(jī)交互體驗(yàn)。機(jī)器人或具身智能體往往具備相比PC或手機(jī)更強(qiáng)的主動性，普遍具備包括移動、抓取等在內(nèi)的與真實(shí)世界交互的能力，這必將引發(fā)人機(jī)交互的新變革，因此迫切需要“具身智能原生”的操作系統(tǒng)。有形具身智能操作系統(tǒng)（EOS）通過支持語音識別、自然語言處理、視覺感知等多種交互方式，使用戶能夠以更加自然和直觀的方式與智能設(shè)備互動。這種自然的交互方式打破了傳統(tǒng)設(shè)備依賴屏幕和觸控的限制，使得人與機(jī)器之間的溝通變得更加多樣化和沉浸式。通過有形具身智能操作系統(tǒng)（EOS），用戶不僅可以通過語音命令和手勢操控機(jī)器人，還能夠借助具身智能體的主動性實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的任務(wù)，如自主導(dǎo)航、環(huán)境感知、物體操作等。

　　

　　當(dāng)前進(jìn)展與未來路線圖

　　

　　一、目前進(jìn)展

　　

　　有形具身智能操作系統(tǒng)（EOS）已在Github（https://github.com/EOS-team/EOS）和Gitee（https://gitee.com/LHY1999/EOS）開源，搭建了基于 Fedora-copr 的開源項(xiàng)目構(gòu)建和發(fā)布服務(wù)（http://eos.eaishow.com/）和獨(dú)立鏡像源，并開源了以3D人體姿態(tài)識別為代表的空間智能或具身感知算法SDK。

 

　　

　　圖2：有形具身智能操作系統(tǒng)（EOS）未來路線圖

　　

　　二、未來規(guī)劃

　　

　　1、推出基于RISC-V的EOS發(fā)行版，發(fā)行版包括常見的機(jī)器人開發(fā)與應(yīng)用系統(tǒng)庫、中間件、算法庫，打造便捷的開發(fā)體驗(yàn)；

　　

　　2、依托“鯨智”工信部大模型公共服務(wù)平臺（http://aihub.caict.ac.cn/）和AIIA具身智能工作組、開源開放委員會，借助開源社區(qū)力量，不斷豐富具身智能和空間智能算法庫算法數(shù)量；

　　

　　3、EOS基于RROS針對ethercat、ROS2做原生實(shí)時性支持和優(yōu)化；

　　

　　4、通過協(xié)作平臺，廣泛收集并支撐軟件算法、中間件、通信協(xié)議、實(shí)時內(nèi)核、底層硬件等上下游平臺的需求，基于Linux內(nèi)核支撐相關(guān)組件超過1000個；

　　

　　5、針對實(shí)時性，基于實(shí)時內(nèi)核構(gòu)造的應(yīng)用接口進(jìn)行上下游組件實(shí)時性優(yōu)化，完成相關(guān)組件的支持和優(yōu)化；

　　

　　6、正式發(fā)布EOS LTS版本，并附帶提供全流程開發(fā)軟硬套件；

　　

　　EOS團(tuán)隊(duì)簡介

　　

　　中國信通院

　　

　　魏凱，中國信通院人工智能研究所所長，正高級工程師。中國人工智能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟總體組組長、國際電信聯(lián)盟SG16國內(nèi)對口組組長。研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芗夹g(shù)，發(fā)表論文20多篇，牽頭完成40多項(xiàng)國內(nèi)國際標(biāo)準(zhǔn)，參與多項(xiàng)人工智能相關(guān)國家重大政策文件起草。

　　

　　石霖，中國信通院人工智能研究所安全與元宇宙部主任。主要從事人工智能領(lǐng)域的政府支撐、技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、測試評估及產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)工作。參與編寫了人工智能、元宇宙領(lǐng)域多項(xiàng)國際、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　

　　李紀(jì)超，中國信通院人工智能所工程師，原字節(jié)跳動自然語言處理工程師、原騰訊廣告高級研究員。EOS項(xiàng)目發(fā)起人，主要參與EOS具身智能與空間智能算法庫Embodied Intelligence的研發(fā)工作。

　　

　　白入文，中國信通院人工智能所工程師，中國科學(xué)院信息工程研究所博士。主要從事人工智能、具身智能方向技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定。

　　

　　北京郵電大學(xué)計算機(jī)院

　　

　　王尚廣，北京郵電大學(xué)計算機(jī)學(xué)院教授、北京郵電大學(xué)計算機(jī)學(xué)院院長、深圳研究院副院長、網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、天算星座總負(fù)責(zé)人、北郵一號衛(wèi)星總負(fù)責(zé)人。

　　

　　徐夢煒 ，北京郵電大學(xué)計算機(jī)學(xué)院副教授，博士生導(dǎo)師，網(wǎng)絡(luò)與交換全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任助理。于北京大學(xué)獲得本科與博士學(xué)位，入選中國科協(xié)青年人才托舉工程，北京市科技新星，微軟亞洲研究院“鑄星計劃”訪問學(xué)者，普渡大學(xué)訪問學(xué)者。負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)EOS內(nèi)核RROS的開發(fā)，提升EOS實(shí)時性，以支持具身智能應(yīng)用。

　　

　　李弘宇， 北京郵電大學(xué)二年級在讀博士生，是Rust雙內(nèi)核操作系統(tǒng)RROS的maintainer。

　　

　　胡江濤，北京郵電大學(xué)一年級在讀博士生

　　

　　山宇軒，北京郵電大學(xué)二年級在讀碩士生

　　

　　邱奇琛，北京郵電大學(xué)二年級在讀碩士生

　　

　　孫子泰，北京郵電大學(xué)四年級在讀本科生

　　

　　北京郵電大學(xué)人工智能學(xué)院

　　

　　郭軍，北京郵電大學(xué)模式識別實(shí)驗(yàn)室主任，中國高等教育學(xué)會常務(wù)理事,北京市政協(xié)常委。主持完成國家級科研項(xiàng)目10余項(xiàng)，研究成果在SCIENCE、Scientific Reports、PLOS One、IEEE TPAMI、IEEE TNNLS、AAAI、CVPR、ICCV、ECCV等國際著名期刊和會議上發(fā)表。2017年獲吳文俊人工智能科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎，2019年獲IEEE通信學(xué)會亞太區(qū)杰出論文獎

　　

　　陳光，北京郵電大學(xué)人工智能學(xué)院副教授，作為主研人參與了國家自然科學(xué)基金并參與多項(xiàng)國家級項(xiàng)目。在核心期刊和重要國際會議發(fā)表論文多篇，出版教材1部。主要研究方向是模式識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、文本計算和具身智能。

　　

　　郭迪，北京郵電大學(xué)人工智能學(xué)院，教授，博導(dǎo)。在機(jī)器人控制、機(jī)器人感知與人機(jī)交互等領(lǐng)域開展了系統(tǒng)深入的研究工作。在機(jī)器人、人工智能等領(lǐng)域國際權(quán)威期刊及會議發(fā)表高水平論文50余篇。擔(dān)任自動化學(xué)會智能自動化專委會秘書長；擔(dān)任機(jī)器人領(lǐng)域重要會議RSS2024領(lǐng)域主席，IROS、ICRA 的Associate Editor。

　　

　　王江源，北京郵電大學(xué)二年級在讀碩士生，研究方向自然語言處理。曾擔(dān)任百度文心一言算法實(shí)習(xí)生和阿里巴巴自然語言處理算法實(shí)習(xí)生。

　　

　　清華大學(xué)

　　

　　董戈 ，清華大學(xué)航天航空學(xué)院研究員、博導(dǎo)，中俄航天航空創(chuàng)新技術(shù)（國家級）國際聯(lián)合研究中心主任，清華大學(xué)航院飛行器研究所副所長，俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士、清華大學(xué)俄羅斯研究院副院長、俄羅斯莫斯科鮑曼國立技術(shù)大學(xué)榮譽(yù)教授，圣彼得堡彼得大帝理工大學(xué)客座教授。負(fù)責(zé)EOS在太空機(jī)器人、月球機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用和教學(xué)推廣。

　　

　　丁軼航，清華大學(xué)一年級在讀博士生。

　　

　　下一步安排

　　

　　EOS團(tuán)隊(duì)擬于10月11日下午15點(diǎn)，于北京市海淀區(qū)首享科技大廈1層會議室召開EOS具身智能操作系統(tǒng)生態(tài)合作伙伴研討會，將對EOS的架構(gòu)和未來發(fā)展路線進(jìn)行介紹，歡迎具身智能、機(jī)器人、機(jī)械臂、芯片、機(jī)器人零配件、端側(cè)大模型和基礎(chǔ)大模型等領(lǐng)域公司參與本次研討。