news 2026/10/21 2:27:01

机器人在家里怎么认路、怎么认出你?一文看懂“感知“到底在干什么

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张小明

前端开发工程师

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机器人在家里怎么认路、怎么认出你?一文看懂“感知“到底在干什么

你对机器人说一句"跟着我拍",它就跟在你身后:你拐弯它拐弯,你停下它停下,你走到沙发后面被挡住了,它绕个圈又能把你找回来;到了晚上,你说一句"回去充电吧",它自己摸黑回到充电座。

听起来理所当然,但你细想一下,它得先回答四个问题:我在哪?你是谁?周围的东西在哪?我该往哪走?这四个问题,任何一个答不上来,它要么原地打转,要么一头撞进沙发。

这篇文章不讲玄学,带你看懂机器人的"感知系统"——它用什么"眼睛"看世界,怎么把家里的户型画出来,怎么在人群里认出你、跟住你,以及启元 Q1、T1 这类个人机器人,是怎么在一个不断变化的家里做到这些的。

一、机器人看到的不是"画面",是一堆数字

先纠正一个直觉:机器人"看",和你"看"完全不是一回事。

你睁开眼,世界自动就是立体的、有意义的——你一眼看见沙发、猫、孩子、掉在地上的积木。但机器人的摄像头拿到的,只是一张由像素组成的数字表格:一张普通高清画面大约有 200 万个像素点,每个点只有一个颜色值。

注意,这堆数字里没有距离、没有物体、更没有"你"。摄像头不知道远处那个方块是电视机还是墙,不知道猫离它有多远,也不知道站在画面中间的人是主人还是陌生人。这些全都要靠算法,一帧一帧地"算"出来。

所以"看得见"和"看懂了"之间,隔着一整套感知系统。它通常要分四步走:测距离 → 认东西 → 定位置 → 跟住人。

二、它怎么知道东西离我多远?三种"眼睛"

人能看出远近,靠的是两只眼睛的"视差":同一个物体在左右眼里的位置略有不同,大脑据此估算距离。机器人想获得立体感,常见有三种方案。

第一种:双目立体视觉。给它装两个摄像头,像人两只眼一样比对画面差异,算出每个点的距离。成本低、能认出物体,但对光线和纹理比较敏感,白墙、暗光下容易"看不准"。

第二种:结构光 / ToF。主动往环境里"打光":结构光打出一片红外斑点,看斑点怎么变形来反推距离;ToF(飞行时间)则是发射一束光,测它飞出去再弹回来花了多久,光跑得越快说明物体越近。手机的人脸解锁、扫地机的避障,很多用的就是这类。

第三种:激光雷达。用激光一圈一圈地扫描,直接得到周围一圈物体的精确距离,拼成"3D 点云"。它测得准、不怕黑,但成本高、机械部件多,而且只知道"那儿有个形状",不知道那是猫还是卷起来的袜子。

还有一条越来越主流的路线:单目视觉 + AI。只用一个普通摄像头,靠连续多帧画面之间的运动,加上神经网络的经验,直接"估计"出深度和距离。它不追求单个传感器多贵,而是用算力和模型去补硬件——这也是消费级机器人能把价格打下来的关键思路之一。

三、它怎么知道"这是什么"?——从像素到物体

有了距离,接下来得知道面前这个东西是什么。这里主要靠两类神经网络:

  • 目标检测:在画面里把物体一个个框出来,标注"这是人、这是猫、这是杯子、这是沙发";

  • 语义分割:更细,给画面里的每一个像素都打上标签——这一块是地板、这一条是台阶边缘、这一片是地毯、那一整面是可能撞上的玻璃门。

这些能力不是人写规则写出来的,而是模型"看"了海量标注图片后学来的。对一台要在屋里走动的机器人来说,语义分割尤其关键:它得认出台阶的边缘才不会踩空,认出玻璃门的反光才不会一头撞上去,认出地毯和地板的交界,才知道该换什么样的步态。

怎么认出"你"?靠的是身份识别:人脸特征对应"这个人是谁",声纹特征对应"这个声音是谁"。把家庭成员的脸、声音注册进去,机器人就能区分这是该跟随的小主人,还是来串门的客人。这也是为什么它可以"只听你的话"。

四、它怎么知道"我在哪"?——边逛边画地图

设想你蒙着眼走进一间陌生的房子,要一边摸一边走,还得随时知道自己走到了哪。机器人在陌生家里的处境差不多,解决办法叫SLAM(同时定位与建图)。

这名字听着绕,其实是个"鸡生蛋、蛋生鸡"的问题:要有地图才能知道自己在哪,而要画地图又得先知道自己在哪。SLAM 的做法是同时进行:机器人一边移动、一边用摄像头(或激光)寻找画面里的特征点,通过前后帧之间特征点的变化,推算自己移动了多少、转了多少,顺手把走过的地方拼进一张地图;同时,IMU(感知加速度和转动的小传感器)和轮子里程计也在帮它"数步子"。

更聪明的是,现在的机器人不满足于画一张冷冰冰的几何地图,而是在做语义地图:地图上不光标着"这里有面墙、那里有个障碍",还标着"这是厨房、那是沙发、你的充电座在角落、孩子房间在二楼"。有了语义地图,它才听得懂"去厨房帮我拿瓶水",也才能在低电量时自己规划路线、导航回充。

打个比方:普通扫地机画的是一张"户型线稿",而具身机器人想要的是一张"带标注的生活地图"——知道每个房间是干嘛的。

五、它怎么在人群里"跟住你"?——这是最难的一步

"跟着我"三个字,是感知系统的综合考试。

机器人先通过人体检测在画面里找到人,再锁定你这一个目标,然后持续跟踪——保持一个安全距离、预判你往哪走、你停下它也停、你绕过桌子它也跟着绕。这背后要同时调动识别、测距、定位和运动控制。

真正的难点,是现实总在"捣乱":

  • 你走到另一个人后面,被挡住了,它跟丢了怎么办?

  • 你换了件衣服,光线暗了下来,它还认不认得你?

  • 满屋子都是人,它怎么确定哪个是你,而不是跟着别人跑了?

这就要用到目标重识别(ReID):机器人会记住你的体型、步态、穿着等特征,一旦你被短暂遮挡、再出现,它能把你"重新认出来",而不是把你当成一个陌生人。配合声纹和语音召唤,即使它一时没看到你,听到你喊一声,也能朝声音方向找过来。

启元 T1 把这套跟随能力拆成了四种模式:智能跟随(孩子在前面走,它自己跟着)、导航移动(让它自主去指定位置)、牵手随行(牵着它一起走)、指令行走(语音指挥移动)。你喊一句"跟着我拍",它还能一边保持距离、一边自动运镜,把旅行、亲子时刻拍下来。

六、为什么说"家"才是感知的地狱难度?

工厂里的机器人为什么显得"笨"却能干活?因为它的环境是固定的:东西摆在哪、光线多亮、人离多远,全是设计好的。

家恰恰相反,它是动态的、杂乱的、还会变的:孩子满地跑,玩具到处是,清晨和傍晚的光线差很多,地上有反光、玻璃、台阶、地毯,家具还时不时被挪位置。任何一次感知漏检或延迟,都可能变成"撞到人"。

如果机器人还会变形,难度再上一个台阶。启元 T1 约 1 米高的轮足人形形态,和趴下来的四足形态,摄像头高度、视野角度完全不同——同一个家,在两种形态下看起来几乎是"两个世界"。它既要能在站姿下认路、跟随,又要在四足爬楼时识别台阶和坡,全程还不能"断片"。

这就对感知模型提出了一个特殊要求:必须跨形态统一理解同一个环境。

七、启元的感知答卷:PrimeGo 和 PrimeVista

回到具体产品。启元 T1 依托自研的Transformer 跨形态一体架构,用一套统一系统统筹机身结构、关节、动力、感知与交互,让"环境识别 → 形态切换 → 任务执行"一体化运行。感知相关的能力,主要由两个模型承担:

  • PrimeGo 多模态感知跟随模型:负责"看环境、认路、跟人"。它支持机器人在人形和四足两种形态下进行环境理解与跟随控制,适配地毯、楼梯等不同家庭路况——这正是前面说的"跨形态统一感知"。发布会上,T1 演示了自己走出包装箱、遇到台阶自动切换四足、跨过去再恢复人形,全程没有遥控器。

  • PrimeVista 多模态交互模型:负责"听懂你、认出你"。它依托视觉和语音等多模态交互,承载身份识别、声纹识别、"跟着我拍"这类语音指令,以及远程视频通话、远程查看家中情况等能力。

在硬件和算力上,启元 Q1 公开的传感器以单目摄像头、触摸传感器为主,配合麦克风阵列,把环境理解的主要工作交给视觉模型;更高配的 T1 Pro 新增了英伟达 Orin Nano 算力芯片,支持双形态360° 全向避障,并新增低电量自动导航回充、语音召唤、跟随载物等功能。

把感知要回答的四个问题和启元能力对应起来,是这样的:

机器人要回答的问题背后的技术启元的对应能力
我在哪?SLAM 建图与定位、语义地图导航移动、记住家里户型、低电量自动回充
你是谁?人脸识别、声纹识别身份识别、声纹识别、只响应主人的语音召唤
东西在哪?目标检测、语义分割、测距识别台阶/地毯/障碍,双形态 360° 全向避障(T1 Pro)
怎么跟住你、找到你?目标跟踪、重识别、路径规划智能跟随、牵手随行、跟随拍摄,被遮挡后重新跟上

需要说明的是,更彻底的"全场景空间认知"和"自己理解任务、自主干活",还依赖启元研究院在研的家务基座大模型 PrimeMind 与 Harness 智能体(目前官方口径是"将进一步推进落地")。而"感知"这一层——认路、认人、跟随、避障——已经是这批量产机器人最先成熟、最先走进家门的能力。

八、开发者:感知能力,也能被你"再创作"

感知系统不是封闭的。对开发者来说,启元 Q1 探索版开放了 SDK、HDK 和硬件扩展接口,桌面端工作台可以直接查看机器人的实时视频流和运行日志,这意味着你可以在官方感知能力之上,开发自己的 Skill:

  • 找东西:让它识别并找到特定物体,比如"帮我看看眼镜放在哪、猫躲在哪个房间";

  • 自定义跟随 / 运镜:调整跟随距离、角度,做出更有创意的拍摄轨迹;

  • 家庭巡检:按设定路线巡视房间、检查门窗、移动查看;

  • 远程看家:结合远程视频和移动控制,在外面也能让它走到你想看的地方;

  • 外接新传感器:通过 HDK 扩展接口,接入你自己的环境传感设备。

开发路径和 VLA 那篇讲的一样:先在桌面端仿真和看视频流验证,再连真机测试,跑通后把 Skill 发布到 PrimeSkillHub 分享、或上架 PrimeStore。感知数据是机器人最"原始"的输入,谁能在这些数据上想到新玩法,谁就能给它长出新的"眼睛"。

最后一句话

我们常以为机器人聪明是因为"会想",但它得先"看得到、认得出、记得住",才有资格谈会想。

感知不是装一个摄像头那么简单,而是让一台机器在一个不断变化、充满意外的家里,时刻回答四个问题:我在哪、你是谁、东西在哪、我该往哪走。它能稳稳地跟在你身后、在台阶前趴下、在没电时自己回家——靠的都不是巧合,而是无数个像素被一帧一帧地算成了"世界"。

认路和认人,只是机器人敢走进你家的第一步。下一步,才是真正帮你干活。

启元机器人开发者社区 :启元机器人开发者社区 · 一站式具身智能研发平台


参考资料

  • 新华网《上纬新材发布可变形个人机器人启元 T1,将亮相 2026 世界人工智能大会》

  • 新华网《启元个人机器人正式发售,售价 19999 元起,AI 模型、生态布局同步公布》

  • 中国经济网《上纬新材启元机器人发布两款个人机器人 布局消费级具身智能生态》

  • 重庆晨报(新浪财经转载)《售价 19999 元起 全球首个可变形个人机器人来了》

  • 央视网《启元 T1 正式亮相 将于 WAIC 2026 首秀》

  • 36 氪《具身智能,开始当消费品卖了》

  • 启元机器人开发者社区 dev.primebot.com

  • SLAM、双目立体视觉、ToF、目标检测、目标重识别等概念为机器人学与计算机视觉通用知识

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