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“我看到了 Scaling Law 的信号” | 对谈清华叉院助理教授徐梦迪:具身智能、世界模型、真正的泛化

➤ 本周「十字路口」的嘉宾是清华叉院助理教授徐梦迪。从清华车辆工程出发,途经 Johns Hopkins、CMU,再到 Stanford 吴佳俊、李飞飞组做博士后,2024 年初她选择回国,加入清华交叉信息研究院。

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徐梦迪今年 30.5 岁。这个精确到小数点的回答,很 INTJ。她是清华交叉信息研究院助理教授,河北衡水人,衡水中学竞赛班学物理,清华车辆工程本科,CMU 机械工程博士,斯坦福李飞飞、吴佳俊组博士后,2024 年初回国。她研究的方向叫 in-context learning:机器人到一个新环境,看一两次示范,当场学会新任务,而且越学越快。

这期播客录完第二周,Generalist 发布 GEN-1.5。给机器人看一段 3 到 12 秒的动作示范,当作 physical prompt,不做微调,不更新参数,机器人当场尝试新任务,10 项任务平均成功率约 59%。ICL 从论文里的概念变成行业热搜。徐梦迪押注这个方向已经五年。

81 分钟里,她讲了预训练的天花板、真正的泛化、Scaling Law 的信号与陷阱、数据闭环的鸡生蛋难题,也讲了怎么选导师、怎么回套磁邮件、为什么年轻 AP 带博士像创业。以下是我替她整理的精读。

从四驱车到蛇形机器人 2:31

徐梦迪本科在清华车辆工程。这个专业学得很杂,机械设计、汽车电子、算法都会碰,和电子专业的学生交叉很多。她后来转到机器人,起点是大二跟着机械系一位做仿生机器人的老师做科研。题目研究蜜蜂翅膀的超弹性恢复:蜜蜂采蜜时翅膀频繁碰撞周围环境,却不容易损坏,结构里有超弹性在起作用。

大三暑假,她去了 CMU Howie Choset 的组。这个组做仿生机器人很有名,她设计了一条蛇形机器人,让蛇去爬管子。从设计到算法,转型就是在这个过程中慢慢发生的。更早的种子在小学。她喜欢拼四驱车,看《四驱兄弟》,觉得机械结构很酷:很小的零件组装到一起,背后是很多代工匠积累的精密知识。当时买零件烧钱,几个小朋友放学路上捡钢铁零件去卖,居然也能赚到钱。她后来选车辆工程,和这段经历有关。

衡水中学给外界的印象是精确到分钟的作息。徐梦迪在竞赛班,体验不太一样。高一第一学期结束,老师做意向调研,她在数学和物理里选了物理,觉得物理更贴近现实世界。竞赛生的主业就是学竞赛,寒暑假都在集训,高三下学期才并回高考班。她说这有点像创业,破釜沉舟。班里的竞争关系不强,教练引导得好,大家更像抱团解题的战友。

她不太愿意称自己学霸。出国之后见到很多厉害的人,有人把精力放在学业上,有人放在自己更感兴趣的事情上。总结自己的成长,她用的词是幸运:每个阶段都有朋友、老师、mentor 支撑。一个人成长成什么样子,一部分靠自己,一部分靠选择的环境,环境会反过来影响你。

预训练不是全部 12:02

在 CMU,徐梦迪的博士论文叫《Building Adaptable Generalist Robots》,拿了系里的最佳博士论文奖,那一届一年两个人。论文想解决的问题是:机器人到了部署环境,一定要适应当地的变化。现实环境是开放世界,家里今天有 20 个物体,一周后变成 30 个,种类也不同;不同人的偏好也在变。预训练很有用,她相信 Scaling,但不能寄希望于机器人只靠预训练就百分百成功。

她探索了两条路线。第一条是 in-context learning。2021 年她做 Prompt Decision Transformer,动机来自 GPT-3:模型可以通过 prompt 改变输出,不需要在部署环境重新训练。她给机器人模型一段 demonstration,让它适应不同的 locomotion 和 manipulation 任务。第二条是 test-time training,代表作 Hyper Decision Transformer。部署时改一部分参数,风险是改多了会忘掉预训练知识。她的折中办法是让模型先学一个 hyper network,把元知识注入进去,再由它生成一个很小的 adapter,只占整体 Transformer 参数的 0.5%。

两条路线里,她更看好 ICL。参数不动,或者等模型见过足够多任务之后再做 batch 更新,效率更高。沿着 ICL 后来出现了不少工作。她提到 Algorithm Distillation,这篇工作的主张是模型参数应该等价于一个 RL 算法:把次优轨迹放进 context window,让模型根据过去不好的动作调整未来动作,模型就有了自我提升的能力。这类工作在模拟器里的 navigation、locomotion 上效果不错,manipulation 仍然难。

为什么 adaptation 到现在才变成共识?徐梦迪的解释是,人的泛化能力来自两件事:很强的先验知识,和学得很快。过去主流做法是 scale 数据、scale 模型,让多任务能力和指令跟随能力变强,相当于先把先验堆够。堆先验当然重要,实际部署时的适应能力同样重要。这里有个前提:base model 要足够强。机器人到了新场景,如果学习过程很可怕,比如把杯子打碎,用户不会给它机会。先验和适应要一起做,基模够强,适应才安全。

解题人变成出题人 23:51

博士后阶段,徐梦迪在斯坦福跟李飞飞和吴佳俊,做了三个她比较满意的工作。第一个是 BEHAVIOR benchmark,飞飞组投入很多时间,用仿真搭出家用和学校场景,开源大量 asset,想回答「机器人到底应该解决什么任务」。她参与生成数据集,提出一种生成双臂移动操作仿真数据的方法。第二个是让机器人更 steerable,能跟随更多样的语言指令,适应不同人的偏好,发表了两篇工作。第三个是创造性工具使用 benchmark。

这个 benchmark 的起点是一个观察:人用工具,依据的是功能,不是名字。想切蛋糕,手边没有刀,叉子、筷子都能用;想扫桌子,没有扫帚,一本书、甚至小臂也能扫。研究里把这种功能叫 affordance。团队采集了大量一三视角对齐的人类创造性使用工具数据,从三个维度评估:多模态大模型挑选工具、生成工具使用轨迹的能力;场景的三维、四维重建能力,因为切蛋糕涉及柔性物体,水、蛋糕这类可变形物体的重建很难;现有方法能不能把人的灵巧工具使用迁移到机器人身上。

两位导师风格不同。李飞飞更 vision driven,会把她从单个项目、单个 benchmark 里拉出来,问未来十年甚至更远,这个领域真正重要的问题是什么,你在这个领域应该扮演什么角色。定 metric 时,团队想加 progress 成功率、时间等细指标,李飞飞问:这些 metric 哪个真正重要?最后只有 final success rate 重要,其他指标是开发时用的,从最终愿景看并不重要。她引了爱因斯坦那句话,把事情变得简单,而不是更简单。

吴佳俊更 hands-on。project 做什么、细节怎么设计,都可以讨论。徐梦迪迷茫时,他会推着她去做真正能建立 research brand 的工作。所谓 research brand,她的理解是从兴趣出发,找一个愿意研究十年甚至更远的问题。有人觉得 brand 要和别人不一样,这不是本质。一个问题研究三年五年,本身就成了你的 research brand。

2023 年她回国面试清华交叉信息研究院,和院系老师聊,也和姚期智聊。姚期智给她的建议是 focus:真正重要的问题没有几个,一个人的时间非常有限,摊到太多事情上,结果不会好。面试里有一位老师问她:你为什么觉得五年之后一定能成为自己领域的顶尖研究者?她当时回答得很自信,说一定可以。后来她觉得这个回答不好。更好的回答是:如果找到一个真正感兴趣的 topic,比如让机器人进入千家万户,同时在真实环境里不断提升自己,沿着正确的道路研究五年,结果不会差。

如果我沿着这条正确的道路研究五年,我觉得我一定不会差的。

工业界和学术界之间,她想了很久。她在 Google 实习了很长时间,体验很好,工业界资源多,一个想法更容易 scale up。学术界资源有限,自由度更高。她最看重自由度,希望时间最大化分配到重要问题上,也希望对机器人系统有整体理解,大脑和硬件都碰。选环境时,她看的是「最适合」,未必是「最好」。一个环境能不能让她的能力翻倍,像游戏通关一样不断升级。判断之前,信息采集很重要:找朋友 connect,不行就发邮件。研究者大多热心,只要 request 表达清楚,大家愿意帮忙。她自称 i 人,办法是给自己定 protocol,比如邮件先自己写初稿,再让 AI polish,变得更礼貌、更合适。

套磁邮件也是同理。明显是纯 AI 写的,她不回。诚意体现在两点:对领域有了解,兴趣能落到实际工作上。只有兴趣、没有落实的链路,说明想法还不够。有想法的学生,她愿意多聊一步。

进步和泡沫可以同时为真 44:44

回国一年多,徐梦迪见了很多具身领域的 researcher 和创业者。她的判断是:实际进步很多,泡沫也存在,两件事不互斥。材料、传感器、本体、数据、模型,每个层面都有国内公司在推进,资源在往里投,长远看乐观。泡沫来自行业还没收敛,大家沿着不同 bias 前进,焦点会变。去年聊数据,上半年聊世界模型,最近又回到数据。她用控制里的「超调」打比方:PID 参数没调好,系统会震荡。焦点来回摆,本身是大家在反复思考什么才是真正重要的问题。

数据和世界模型看的是不同层面。具身数据稀缺,数据决定模型能看到什么。世界模型更关注 representation,关注模型对世界的理解,和 VLA 那种任务相关的路线不一样。她相信世界模型,因为任务是很难 scalable 的,任务太多,穷举不完;世界模型学的是世界变化的规律,更 fundamental。

美国她关注 Physical Intelligence、Google、NVIDIA,也看 Generalist、Roda 这类初创公司,Roda 最近在做 in-context learning 的尝试。国内她提到凌波,近期的工作也在沿 ICL 路线走。

问她有没有看到 Scaling Law 的信号,她说看到了一些,来自其他公司:预训练数据从 10 万小时 scale 到 100 万小时,在 held-out 的测试集上有效果。但机器人有个 tricky 的地方:loss 和成功率不直接挂钩。拿杯子一共 20 步,前 17 步手都没碰到杯子,拟合得很好;第 18 步真正接触时误差大,任务就失败。时序上的不平衡,让低 loss 不等于高成功率。真正有意义的 Scaling Law,应该展示数据变多、模型变大之后,没见过的任务上成功率逐步升高。

机器人会有自己的 GPT moment 吗?她觉得会有。现在主流具身模型是预训练加 target domain fine-tuning,像语言模型的 GPT-1 阶段。她希望走到 GPT-3 时刻:通过 ICL 和 prompting 给模型任务信息,不改参数,fine-tuning 的比重降下来,普通人也用得起来。benchmark 仍然重要。具身智能有身体,评估不能只看成功率,还要看失败情况、风险情况,提前告诉开发者和用户能力边界。她推荐 BEHAVIOR,任务长程,家用场景多,物体布置丰富,缺点是 sim-to-real gap。仿真只是一种环境,从模型能力角度看仍然有价值。

黄仁勋认为具身的发展会对应语言模型的几个阶段,她总体认可。不一样的地方有两点。安全要往前放,部署前需要类似 stress test 的环节,这比语言模型更急迫。机器人的 context 更多样,有身体,能观测周围环境,context 的含义更丰富。还有实时性。语言模型 20 分钟回一个答案,用户可以等;机器人不行,一秒钟没反应,人就想去拍一拍它。

机器人能懂你家吗 56:04

徐梦迪最近一两个月最重要的工作,是沿 ICL 路线往前推。她用叠衣服解释 ICL 在具身里的含义。demo 里的机器人把衣服叠成方块,隐含假设是每个人家里的衣服都叠成方块。真实情况不是这样。她用胶囊衣橱,衣服卷起来;有人按固定颜色摆放;有人根本不叠,挂起来。她希望机器人到她家之后,她告诉机器人:你看,我的衣服是这么叠的。换一个人,机器人又能按那个人的偏好改变行为。ICL 要让终端用户能定义模型的行为。

再比如做菜。机器人不会做某道菜,人给它演示一下。这样的场景见多了,最开始 adapt 可能需要半小时,慢慢降到 10 分钟,甚至更少。模型训练的是快速学习新任务的能力,部署到更多家庭、更多服务场景之后,学习能力会被不断强化,越学越快。她相信 ICL 是让模型 scale up 的方式。

最难的点是稳定的数据闭环。机器人要进入终端家庭或服务场景,要有合适的 mentor 教它做事,还要让用户在教了半小时之后看到明显进展,用户才愿意继续用,数据闭环才转得起来。这里有鸡生蛋的问题:base model 要足够好,学习速度才够快;模型又需要先进入场景,让用户用起来,base 能力才会被激发。这个循环能不能跑通,是最 risky 的地方。目前她们跑通的是简单桌面任务:人有修正指示,机器人根据修正和 demo 改变行为。实验在真机上进行,双臂平台加灵巧手,最终目标是全身灵巧操作。

这和离线模仿学习有什么区别?模仿学习把模型当成任务记忆模块,用专家数据做监督学习。模型见过桌上物块的 10 个位置,给它一个新的、在相关范围内的位置,它可以靠内插泛化解决。它没有学习新任务的能力。ICL 要让模型看到更丰富的数据:次优轨迹、人的身体姿态、语言修正指示、人类 demo、机器人 demo。这些离线数据能激发出不同能力,超过只模仿专家 demonstration 能赋予的能力。

交叉信息研究院里,许华泽、高阳、陈建宇等助理教授在创业领域很活跃。大家私下都忙,很难全部坐下来开会,但会有沟通。总体 vision 一致:让机器人通过 scale up 进入实际应用场景,真正有用。细节 bias 不同,有人更相信世界模型,有人做 VLA 加视觉模型的融合路线。短期看,这是好事,行业还没收敛。大家共同关心的话题是如何让模型 scale up、数据怎么做、模型怎么进入人的场景。她和高阳聊过相关 topic。

具身数据最难的地方,她认为是需求定义。数据会被喂给模型,数据的定义却由模型能力反推。希望模型动作更平滑,就采平滑类型的数据;希望模型有 failure recovery 的能力,就采失败和修正的数据。现在大家对模型能力的定义还比较模糊:base model 要不要有分割、tracking、depth 重建、normal 重建这些 CV 能力?ICL 本身也是一种新能力,要让模型从手部指示、身体指示、语言指示等更多 modality 里学习。不同的模型能力,会反过来定义数据需求。

数据路线她站融合派。不同数据,模型能学到的东西不一样。遥操作数据最接近机器人本体,适合后训练、fine-tuning,让模型和目标 domain 更直接相关。仿真数据容易造位置泛化、纹理和颜色变化,让模型对视觉变化更鲁棒,适合预训练、中期训练,也可以作为干净的对齐数据,激发大规模视频预训练模型的能力。UMI 数据在中间,像机器人数据,采集成本更低。人类数据成本最低,可以大量铺到不同场景,人本身是成熟的本体,适合让模型理解场景变化、任务相关的物体变化。有人质疑人类数据和机器人 morphology 差太远,她的看法是,人本身也是一种 morphology,做好 retargeting,人类数据能发挥很大作用。关键是把数据用在正确的位置,构建数据和模型能力之间的正确链接。

第十公里 1:09:56

对刚走上研究道路的学生,徐梦迪给两个建议。第一,多看,吸收得足够多。她跟学生聊,发现很多人对 fancy 的概念感兴趣,认真追问兴趣点在哪,回答很模糊。原因往往是知道得太少。书要越读越厚,再越读越薄,先知道足够多,才能抽出自己真正感兴趣的方向。同时多跟人交流。第二,实际动手。很多人对具身感兴趣,把兴趣转化成行动的能力要尽早培养。真机部署很消耗经验,早期有积累会好很多。

她面试 PhD 有一个必问问题:你最感兴趣的一篇文章是什么,或者你觉得哪篇文章做得最好。这个问题考 research taste。她听过最好的答案,来自一个对 diffusion 感兴趣的学生。学生提的是 diffusion model 最开始那篇 original paper,没有停在 diffusion policy 这一步。她觉得这个学生看得广,能刨根问底,找到文章的源头。

带本科生,她目前比较宽进,希望给大家一个了解前沿研究的平台。组会开放给很多本科生,形式是 tutorial:前 30 到 45 分钟讲领域发展,用科学史的角度,或者把一个 topic 分成不同流派来讲;后 15 到 30 分钟,学生讲自己的项目。计划每周,实际执行大概双周。tutorial 由学生做,她会先和学生讨论 topic,第一遍带着梳理组织方式,后面学生就能自己做总结。

年轻 AP 带 PhD,像一场创业。她面试学生时会直接说:来我这儿读,可能要承担实验室建设的角色,会做一些看起来杂的事。学生大多愿意接受挑战。她不觉得这是她一个人的 startup,更像她、博士生一起构建一件事。大家有共同愿望,把事做好,每个人在正确的位置贡献能力,凝聚力就容易形成。她组织过两次团建,学生也会组织,前两天还一起去唱歌。她希望师生关系不止于工作上的 collaborator,也能成为能长远相信的朋友。

日常她用 ChatGPT 比较多,最近会 ChatGPT、Gemini 轮番用,同一个问题,两边观点有时不一样。以前用 AI 偏知识性,总结、调研;最近开始有一些非工作的对话。她正在给实验室起名字,给 AI 一些关键词,让它 propose,再 polish,觉得 AI 提的名字还不错。名字还没定。

论文大爆发,robotics 感受明显,论文数量在翻倍。她的摄取方式是每天刷一刷自己关注的 researcher 转发的文章,作者列表本身已经做了一轮筛选。有些文章 AI 写的成分很多。AI 写的文章能通过审稿,能中会议,质量整体上不如人写的:第一眼看起来详实,论证却可能漏洞百出,实际内容没有那么多。发现是 AI 写的,她对这篇文章的兴趣会打折。

最后的问题是一个比喻:具身智能是一场马拉松,42 公里,现在跑到几公里?她说 10 公里,四分之一。真正强调泛化、通用型的智能机器人,进入实际场景还没有看到,路还长。她整体乐观,未来 3 到 5 年,通过 Scaling 能看到明确的范式转变,或者一个明确的拐点。这段时间非常关键。

悲观特别容易正确,只有乐观才可能成功。

如果你在做具身,别只盯着 loss 曲线,去看没见过的任务上成功率有没有涨。如果你在选环境,别只看排行榜,看它能不能把你的能力放大一倍。如果你要给教授发邮件,先自己写初稿,把兴趣落到具体工作上,再让 AI 润色。如果你在等机器人的 GPT moment,先接受它现在还在第十公里。徐梦迪的判断是,这条路会很长,但方向已经看得见。

➤ 本周「十字路口」的嘉宾是清华叉院助理教授徐梦迪。从清华车辆工程出发,途经 Johns Hopkins、CMU,再到 Stanford 吴佳俊、李飞飞组做博士后,2024 年初她选择回国,加入清华交叉信息研究院。她的核心命题是机器人的 in-context learning (ICL):让机器人到一个新环境,通过一两次交互当场学会新任务,而且越学越快。
本期节目还有一个及时的注脚:就在我们录完节目后的第二周,Generalist 发布 GEN-1.5 ——只给机器人看一段 3-12 秒的动作示范作为 "physical prompt",不做微调、不更新参数,它就能当场尝试完成新任务(10 项任务平均成功率约 59%)。ICL 随即成为全球具身智能领域最受关注的话题之一,而这正是梦迪持续押注的方向。
除了 ICL,我们还聊到:
* 预训练的天花板
* 真正的泛化
* Scaling Law 的信号与陷阱
* 跑通稳定的数据闭环
* 叠衣服 demo 的误导
* 行业的泡沫与进步
* 年轻 PI 的真实生活与研究选择
穿越所有的技术话题之后,这还是一期关于人生选择、环境与长期主义的对话,希望可以是给所有站在中美之间、学术与产业之间、跟随热点与坚持长线之间的年轻人的一份参考。
🎬 我们的视频播客将同步上线于 @Koji杨远骋 的视频号、抖音、小红书、哔哩哔哩、Youtube 等平台。
📒 文字版将发布于 @十字路口Crossing 公众号。
🟢 从四驱车到机器人
00:21 快问快答:年龄、毕业院校、MBTI、星座、一句话介绍
02:31 清华车辆工程,通向机器人的起点
05:59 为四驱车捡废铁的女孩
07:18 衡水中学,竞赛班里的另一面
12:02 CMU 最佳博士论文:预训练之外
19:19 Adaptation 为何越来越受重视?
🟢 从解题人到出题人
23:51 创造性工具使用:没有刀怎么切蛋糕?
26:30 斯坦福:李飞飞与吴佳俊,两种导师
30:57 从斯坦福回到清华
34:17 5 年后,凭什么成为顶尖研究者?
40:06 选最好的,还是最适合的?
42:24 她会回复怎样的套磁邮件?
🟢 具身 Scaling Law 的信号
44:44 具身创业:进步与泡沫共存
46:39 数据与世界模型,风向为何反复?
49:07 低 Loss,不等于高成功率
50:47 机器人还在 GPT-1 阶段?
56:04 In-Context Learning:机器人能懂你家吗?
58:19 数据闭环的“鸡生蛋”难题
01:03:21 具身数据,难在定义需求
01:05:18 遥操作、仿真、UMI 与人类数据
🟢 只有乐观才可能成功
01:09:56 博士面试里的 Research Taste
01:14:08 跟年轻 AP 读博,是一场创业?
01:17:25 AI 论文泛滥,还能怎么看?
01:19:22 具身马拉松,跑到第几公里?
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