世界模型比 LLM 更重要?台大教授徐宏民:讓機器人在虛擬世界先犯錯,才是產業化關鍵
大語言模型(LLM)崛起三年多來,AI 的主戰場主要在數位世界。但隨著具身 AI(Embodied AI)、實體 AI(Physical AI)與世界模型(World Model)等概念接連登場,越來越多研究者與產業人士認為:真正的挑戰,在螢幕之外。
台大資工系教授徐宏民,專長研究 AI、自駕車領域。曾任鴻海子公司富智捷技術長,致力將AI技術推向產業落地應用。
以下 Q 為《數位時代》總編輯王志仁提問,A 為台大資工系教授徐宏民回答。徐教授將從名詞定義出發,比較大語言模型與世界模型的根本差異,說明為何 VLA(Vision-Language-Action)模型是機器人自主化的核心引擎,並分析台灣廠商在實體 AI 產業化浪潮中的切入機會。
Q1:具身 AI、實體 AI、空間 AI,這些名詞各指什麼?彼此有何關係?
A: 現在大家習慣使用的 AI,都活在 App 或網頁裡,在伺服器端完成一切,可以稱為數位 AI。如果把這些 AI 能力從數位世界移植到實體世界,那個載體或系統性產品,就叫做具身 AI,也叫實體 AI。最直接的例子是自駕計程車,還有現在討論很熱的各種機器人,甚至戴在臉上的 VR / AR 眼鏡,也屬於這個範疇。
最大的差別有兩個軸線:第一是實體還是虛擬;第二是「被動回答」還是「主動行動」。早期語言模型只做 Q&A,現在的 Agent(代理)會在數位環境裡產生動作。但在實體世界裡,行動的難度高出百倍。Waymo 第一部自駕車從 2009 年做出 POC(概念驗證),到 2024、2025 年才真正規模化上路,走了將近 16 年。
我知道怎麼做,和在複雜環境中安全無虞地執行,是完全不同的兩件事。
關於空間 AI(Spatial AI),史丹佛大學教授李飛飛創辦的公司就是這個方向,相對比較偏向被動、靜態地理解空間環境裡的物件語意。世界模型(World Model)是一個更大的框架,目前大致有四種方向:
- 一是李飛飛他們偏靜態的空間理解;
- 二是 NVIDIA Cosmos 強調的高擬真模擬環境,可用來訓練機器人和自駕車;
- 三是 Google 偏向生成 3D 環境並與人長時序互動的模型;
- 四是 楊立昆(2018 年圖靈獎得主、曾任 Meta 首席 AI 科學家)主張的方向,強調 3D 環境裡的動作預測與後果推理,與機器人互動最為相關。
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Q2:世界模型和大語言模型有何本質差異?
A: 大語言模型的訓練邏輯,是用大量網路文字做填空或預測下一個 Token,文字和圖片都可以這樣訓練。這幾年從預訓練、對齊,到近期加入更深層的推理,模型能力持續提升。但這套方法本質上處理的是數位世界的問題。
世界模型對實體機器人之所以關鍵,原因有三:
- 第一,機器人在 3D 環境中運作,對空間的理解越擬真越好。
- 第二,機器學習需要大量錯誤來修正。在虛擬世界犯錯沒關係,但在實體世界砸鍋、砸盆,代價極高,所以訓練幾乎都在模擬器上進行,模擬器越擬真,訓練品質越好。
- 第三,也是最關鍵的:機器人在執行動作前,必須先設想「我做完這個動作,後果是什麼?」,進而模擬幾個可能路徑,並選成功率最高、傷害最小的那條。
Q3:VLA Model 是什麼?它如何讓機器人從「懂」到「動」?
A: 在數位領域,我們談 VLM,也就是 Vision-Language Model(視覺語言模型)。在實體世界,要再加上一個 A,變成 VLA——Vision-Language-Action Model,視覺語言行動模型。這是目前驅動自主性機器人最核心的架構。
我自己對「自主性機器人」的定義是:一個指令就能驅動機器人完成任務,而且可以連續執行 10 小時以上。VLA 的架構大致分兩塊:第一塊是大腦,來自縮小版的語言模型,負責理解視覺輸入、做推理,把一個指令拆解成應該執行的動作序列;第二塊是 Action Head(動作頭),對接大腦輸出的指令,轉化成機器人實際的動作參數。
現在很多 Demo 都是這兩塊搭配:大腦做系統二的慢思考,Action Head 做系統一的快速反應。機器人攝影機取代雷達扮演視覺輸入,理解前方物件是什麼、可不可以抓取、材質硬不硬、重量多少,再轉化為對應的控制指令。這讓機器人初步具備泛化能力,可以處理訓練時沒見過的新情境。
Q4:Figure AI 的倉庫 Demo 代表什麼?機器人規模化的門檻在哪裡?
A: 那個 Demo 我自己也非常關注。從我對自主性機器人的定義來看,那台機器人的工作相對單純,沒有大範圍移動,但能長時間重複作業,我認為這是很重要的產業化展示,說明這個方向是走得通的。
規模化最重要的指標,是單一客戶、單一供應商能否達到一千台以上。Waymo 就是最好的對照:從 2009 年第一台到真正規模化,花了將近 16 年;過了一千台之後,部署速度明顯加快,因為更多的邊緣案例(Edge Cases)被資料覆蓋,能部署得更快、更廣。截至 2025 年底,週載客量已超過 45 萬次,2025 全年完成約 1,400 萬次行程,目標 2026 年底達到每週 100 萬次。
Q5:資料、算力、硬體成本,機器人產業化還差哪一塊?台灣廠商的機會在哪裡?
A: 我最近訪談了幾家中國和美國的機器人新創,他們一致認為最大的關鍵不是算力,也不是模型,而是資料。他們花最多力氣在收集操作資料(Teleoperation Data)——讓人操控機器人完成任務,再讓模型學習這些動作。成本非常高,但發現是目前最有效的方式。
也有人用網路影片來訓練,類似大語言模型用大量網路文字的套路,但影片品質與標注難度更高。甚至有公司刻意開發穿戴裝置,把 Sensor(感應器)裝在人身上,記錄日常操作的每個肢體動作,再轉化成機器人的 Action Head 訓練資料。
硬體成本這幾年下降很快,2023 到 2024 年單年降幅約 40%,主因是 EV 電動車產業的大量發展,電池、馬達等元件和機器人有高度重疊,等於借到了 EV 供應鏈的規模效益。目前預測,人形機器人的成本甜蜜點可能落在 1.6 萬美元左右。
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算力的問題也在解決中。機器人不能等雲端回應,Action 反應速度需要達每秒 120 次以上,但現在邊緣端晶片已可達到上千 TOPS(每秒兆次運算),足以運行縮小版的模型做本地推理,複雜任務再往雲端送。
對台灣廠商來說,這個訊號值得提早佈局。等到機器人有量再進來,好的位置可能早就被卡位了。就像手機從功能機到智慧型手機,EV 替換傳統車。
Q6:Agentic AI 能幫上 Embodied AI 嗎?
A: 可以。Agentic AI(代理式 AI)的核心能力就是把一個大指令拆解成多個子任務、逐步執行,並在每個環節做驗證。Embodied AI 其實也在做同樣的事,只是難度更高,實體世界的不確定性比數位世界多太多。
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Q7:實體世界的犯錯成本怎麼處理?
安全規範這幾年也開始受到研究社群重視。就像大語言模型有 Alignment(對齊),確保模型的行為合法合規,Physical AI 也需要類似的憲法:哪些動作可以做,哪些不能做,必須在系統層面強制約束。但 Physical AI 還有更難的問題:模型知道「不能這樣做」,但能不能在執行層面真的做到?數位世界說錯話,改正就好;在實體世界,一但機器人因動作參數設定錯誤,所造成的傷害將無法撤回。
機器人的法規目前還很不完整。過去的工廠機器人關在籠子裡,出問題按紅色暫停按鈕即可;自主性機器人未來要和人共處同一個空間,法規的制訂比技術本身更需要時間。
Q8:Physical AI 距離大規模落地還有多久?哪些場域最先成熟?
A: 我自己類比大語言模型的發展:LLM 真正引起大眾關注,是 GPT-3.5 在 2022 年下半年問世。如果說第一個 GPT 是 2018、2019 年,GPT-3.5 是 2022 年,那 Physical AI 現在大概在 GPT 1.5 到 2.0 的階段,連 3.0 都還沒到,但明顯在往那個方向移動。
大量部署我認為還不會那麼快,因為實體端還有法規、安全等障礙,會拖慢時程。我的估計是,2030 年應該可以看到比較顯著的進展。
場域方面,最先成熟的會是工廠生產線和物流倉儲這類受控場域,任務相對單純,行動可預測,適合技術從窄場域往外擴散。家用服務型機器人反而會是最後,因為家庭環境充滿不確定性,加上情感互動需求更高,技術和法規都要更完善才能進入。
缺工是推力。德國、日本、台灣都有嚴重缺工問題,醫院、廚房、物流、工廠惡劣環境,這些本來就找不到人做的工作,機器人反而是最合適的替代方案。
收聽完整 Podcast|EP288. 大語言模型路難走遠,世界模型後勢看好?ft.台大資工系教授徐宏民
(本文初稿為 AI 編撰)
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