訓具身模型遇到的很多問題，在數據采集時就已經注定了丨鹿明丁琰

衡宇 發自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI

“我們只交付100%可以復現的軌跡?！?/p>

具身智能創企鹿明機器人媒體溝通會上，聯席CTO丁琰對具身智能數據采集現狀、困境，以及最新興的采集方式UMI作了前沿的深度分享。

他在分享中反復強調，很多團隊以為具身模型訓不出來是卡在訓練階段，實際多數問題在數據生成的起點就已經埋下了。后面再堆模型、堆算力，只是在給錯誤輸入繼續加速。

丁琰的履歷能解釋他為什么會把“數據的可訓練性”看得這么重。

他的研究方向是機器人學與具身智能，2024年3月從美國紐約州立大學計算機學院博士畢業。去年年底加入鹿明之前，他做過一星機器人的CTO，更早則在上海AI Lab擔任研究員。

按他的說法，從2024年3月起，他就持續投入UMI方向，是大陸最早做UMI方向的人。

UMI全稱叫Universal Manipulation Interface，最早來自斯坦福在2024年2月提出的一套工作。

其核心是用與具體機器人本體解耦的方式，記錄人類在真實物理世界中的操作行為，把“操作意圖+運動軌跡+多模態感知”統一到一個通用接口里，供不同形態的機器人學習和復現。

在去年9月之前，UMI還是一個偏冷門的方向。

具身智能進入下半場后，數據的重要性與日俱增。

丁琰分享道，前段時間有人歸納了具身智能在解決數據難題時的四種解法。

• 遙操作數據，最著名的代表是智元機器人。
• 仿真數據，代表公司是銀河通用機器人。
• 人類視頻數據，它石智能就是這種解法的代表。
• UMI，去年9月開始冒頭，鹿明就是代表性公司。

鹿明基于現實需求，做出了一個名為FastUMI Pro的產品，這是一個無本體數采硬件。

系統適配市面主流機械臂和夾爪，機身重量在600多克量級，但能夾起兩三公斤物品，場景覆蓋工廠與家庭。

它還支持多模態輸入，包括觸覺、聽覺、六維力等。

在UMI設備最核心的空間精度上，丁琰稱FastUMI Pro的1mm是“全球最高精度”。

硬件產品背后，還有鹿明布局的數據采集、模型訓練生態。

以“可復現”作為第一性原理做數據治理，丁琰帶領團隊建立了8道工業級數據質量評估體系，并承諾只交付100%可復現軌跡。

（以下為丁琰分享的關于具身行業數采、UMI等相關內容，在不改變原意的基礎上作了編輯調整）

具身數采的現存痛點

2024年3月起，我就開始在做UMI，應該是大陸最早做這一塊的人。

大家都知道，具身智能最關鍵的就是數據，海量的數據是訓練的一個必經之路。

但是數據現在有很多痛點。

第一個痛點就是成本，成本異常高昂。

美國那邊，為了采集一個小時的訓練數據，大概要付出100-200美金的成本。

現在的具身模型都還很小，PI 0的訓練數據大概是1萬個小時，Generalist的GEN 0是27萬個小時。這個規模對比GPT-3的訓練數據，還是非常小的。

我們做了一個統計，大概相當于7.9億個小時的數據，才能在具身智能界訓出一個GPT-3規模的模型。按照現在的市場價格，需要耗費數百億美金。

另外，具身數據整體采集效率還是比較低的。

2023年到2024年左右，業內都是以遙操為主，一個小時大概能采集35條數據，效率異常低，成本也不可控。

遙操還有個問題是什么呢，就是采集時，因為攝像頭記錄的是機械臂本身的運動軌跡和畫面，但每家機器人長得又都不一樣，所以用A機器人做遙操作采集的數據是很難很難用到B機器人上的，這就產生了數據孤島問題。

大家重復造輪子，也會造成高昂的隱形成本。

這是我們想解決的關鍵問題所在。

用UMI數采，你為什么訓不出來模型？

前段時間我寫了一篇小紅薯，題目叫《你為什么訓練不出來UMI的模型？》。

我想就這次機會簡單跟大家介紹一下UMI行業的現狀。大家可能看到的更多的是冰山的一角，但浮在水下面的一個世界還是比較深的。

一個很明顯的現狀就是什么呢？

做UMI的人陸陸續續越來越多，但是訓出來模型的異常的少，可能一只手都數得過來。

很多UMI設備涌現出來，大家都會強調自己低成本、能即插即用、快速部署，但是基本上你看不到什么成功的案例，就這個是非常非常有意思的現象。

國外有兩家比較知名的公司，一個叫Sunday，一個叫Generalist，他們還是訓出模型了。

國內目前我們覺得訓模型訓得比較好的一家就是我們，再有就是清華一家，上交一家，總共也就兩、三家能訓得出來。

大多數情況下，要么訓不出來，要么即使是在相似的條件下能跑出來demo，時間也非常短，可能就3、4秒，也很卡頓，不絲滑。

關于為什么大家用UMI采集出來的數據訓不出模型，最常見的解釋是“算法不是很成熟”“模型不夠大”“數據規模不足”，但是其實這些解釋都不是真正的原因。

真正的原因根本不在于訓練階段，而在于訓練之初它就不是太對——

大量的UMI數據從生成開始就不具備進入訓練管線的這個條件。

說白了就是數據不合格。

什么是可以訓練的UMI數據

大家會有誤解，總覺得UMI數據就是人拿個夾爪，就把這個視頻數據記錄下來就行了，非常非常簡單，所有人都可以做。

其實完全不是。

UMI其實是AI對物理世界的理解對齊，并且在這個物理空間里面可以復現的這種交互行為。

它必須滿足幾個條件。

拆開了講，第一個就是說畫面要跟動作要嚴格對齊，要跟空間位置嚴格對齊；另外一個就是說因為UMI可以集成多個傳感器，每個傳感器之間也要做到毫秒級的同步。

舉個例子，一個人想去拿眼前的一瓶水，不對齊的話得反應好幾秒，水就可能拿不起來。

另外，一個好的軌跡必須可以在物理空間運動中可復現的。

本質要求是希望UMI采集的數據是高一致性的、高密度的，并且可復現的時序數據結構。

為什么大多數UMI設備采不到好的數據？

現在大量的UMI設備采不出滿足條件的數據，兩個根本原因。

一，核心問題是硬件能力完全不夠。

UMI的CMOS組件或者主控芯片，性能非常差。

導致的結果就是畫面覆蓋有限，畫質不怎么好，曝光也不怎么好，幀率比較抖動，這時候畫面就非常糟糕。

它破壞了動作和視覺的因果關系。本來模仿學習就是我看到什么畫面就做什么動作，結果畫面和動作完全無法對齊，就會導致這個模型根本沒辦法學習。

二，市面上很多產品不是系統設計的，而是很多現成模塊拼湊起來，用USB Hub連接的。

這樣一來，產品的貸款架構非常脆弱，每個模塊都會搶帶寬。一旦有什么負載，就會出現掉幀等一系列問題，所以數據的質量就非常糟糕，基本沒辦法穩定復現交互記錄。

也就是說，從硬件層面講，這些設備從一開始就沒辦法訓出模型需要的數據。

“臟數據”和“廢數據”

但即使設備好了，采的數據能不能訓出數據也不是一定的。

舉個例子，別人拿到我們的設備，也不一定能訓出好的數據。

為什么呢？這就要說數據的質量高低了。

數據質量的高低其實并不是干凈程度，而是說有效的信息密度。

低質量的數據，包含大量抖動、漂移、時間錯位，非常不利于學習。特別是在單視角情況（很多UMI是單個機械臂），這種噪聲不會因為你的數據量增大而被平滑掉，所以說你學出來的策略會非常非常糟糕，基本上訓不出來。

低價值數據不是完全沒有價值。

它還是有點價值，可以去認識這個世界，知道什么是杯子，什么是麥克風，但沒辦法從它身上學習到精確的物理交互信息。

它不知道桌上的麥克風我是怎么拿到的，我到底該正著拿還是反著拿，還是需要傾斜角度去拿。

除了低質量的臟數據，我還把一種數據叫“廢數據”。

廢數據是什么？

就是很多人拿著設備直接去眾包去采集了，人怎么采就拿它怎么采。

這種數據完全copy人類的自然行為，沒有任何設計和技巧，過于“天然去雕飾”了，基本上是不可能訓出來模型的。

現在都在做的疊衣服，其實是最需要采集技巧的一個任務。疊衣服的時候要抖一下，抖的過程中還要注意方向、速度，才能抖好。

但人在疊衣服的時候，很少會注意那么多tricks。

每家具身公司都有自己的采集技巧，所以如果沒有注入任何技巧，即便拿到很好的UMI設備，采集的數據很像人的行為，但其實是廢數據，基本上模型訓練不了。

能當然可能未來，十年、二十年，模型發展好了，這些數據可能就有用了。但目前很長一段階段這些數據基本上訓不了，所以稱為廢數據。

硬件、數據和算法環環相扣

正確的UMI的工程范式首先是一種系統的自洽，而不是一種簡單的功能拼接。

傳統的路徑下面大家做機器人，首先有個硬件，硬件弄完了之后再弄軟件，弄完軟件我再弄算法，我反過頭來我再去補點數據，把這個整個loop給跑通。

但在UMI這個很特殊的場景下，這個范式是失效的。

因為UMI是一個強耦合系統，數據會決定整個模型的性能，硬件會決定這個數據的質量；數據又會決定這個算法的性能，算法又會反向去約束我這個硬件的執行和這個數據的設計。

硬件、數據和算法環環相扣，任何單點的這種失效都會導致訓不出優秀的模型。

關于UMI，團隊做了什么

博士畢業后，我從2024年3月就開始在做面向UMI的工作。

去年9月之前，UMI在行業里還是比較冷門的，除了我和我的團隊基本沒人做。

當時我們就有一個愿景，希望能打破這個數據獲取的這個不可能的三角，把非常高質量的數據砍到白菜價，加速應用來推進這個整個具身智能行業的發展。

這里跟大家分享我和團隊近兩年的一些典型工作。

首先就是FastUMI，我是這篇工作的通訊作者。

FastUMI應該是全球首個將學術界（UMI，斯坦福，2024年2月）的工作升級成工業級別系統，然后推進它進入工業的。我們從2024年3月左右開始做這個工作，在7、8月左右完成，當年的9月中了CoRL 2025。

FastUMI主要解決的問題是提高采集效率和數據質量。

另外一個工作是FastUMI 100K。

在有了一個很穩定的軟硬件系統后，我們開始擴大規模去采數據。當時我在上海AI Lab建立了一個數采長，我帶著11個人在3個月時間里，采集了10萬條真機數據，為機器學習提供了非常高質量的數據支持。

這是全世界首個大型的UMI數據集。

從這個工作中FastUMI團隊獲得了大規模的數據治理的經驗。

我們還有一個工作叫Fastumi-MLM，它把UMI這項技術用于“狗+臂”。

之前UMI都應用在單臂、雙臂或者輪式雙臂工作上。這是大陸第一個能將UMI用在這種構型機器人上的工作。

除此之外，還有Spatial VLA、Agibot World、AskVLA等等。