苹果研究团队在预印本平台arXiv提交论文《Perceptive Humanoid Motion from Simulation》,公开了一款名为HALO的人形机器人自主控制系统,并将该系统部署在宇树科技G1机器人上,验证其能否把仿真环境中学到的动作迁移到陌生的现实房间中执行。
根据论文披露的测试结果,研究团队在6个未预先扫描或建图的真实环境中开展了360次单项任务测试,平均成功率为91%;在另一个真实环境中,对3种组合任务各进行10次测试,平均成功率为70%。其中,“俯身通过障碍—走向目标—推箱子”这一组合的成功率为50%。
HALO采用三层协同控制架构。最上层是基于视觉语言模型的任务编排模块,默认使用千问Qwen3.6-35B-A3B,在机器人搭载的Mac mini上本地运行,与动作生成器共用模型服务引擎,无需联网即可工作;系统也可选择通过API调用云端模型,以获得更强的推理和规划能力。这一层负责处理指令中的模糊信息,例如“坐下”没有指定具体位置,机器人需要从眼前场景中判断坐在哪里;如果路径被桌子挡住,则需将任务拆解为俯身通过、接近椅子、坐下等连续子任务。该模块通过机器人视角的视频持续观察环境,判断当前动作是否成功,并据此推进或重试,每次向动作生成器下达一个明确的子任务。
中间的动作生成层采用另一款千问模型Qwen3.5-2B,研究团队将其作为参数冻结的编码器,与负责生成动作的DiT解码器配合,根据机器人看到的画面和当前子任务,规划未来约5秒的全身动作。这一层每秒重新规划约3次,使动作计划能够随环境变化持续更新。底层则是经强化学习、策略蒸馏等步骤训练的动作跟踪器,以每秒50次的频率运行,结合深度图像和机器人自身状态,将动作计划转化为关节控制指令。
在数据生成方面,研究团队在1000个程序生成的模拟家庭环境中合成了约300小时的主要训练数据,将机器人“看到什么”“接到什么指令”和“如何运动”配对起来。具体流程是先生成动作,再将动作放入虚拟房间,最后从机器人视角渲染画面。项目页面以“坐到扶手椅上”为例,将其拆成向前走、转身和坐下等片段,由动作生成模型根据文字提示、路径点和关键姿态生成动作序列,再通过几何检查筛选动作,减少脚部滑动、身体穿入地面等问题。随后系统将动作安排到程序生成的房间中,检查机器人与家具的位置关系,寻找没有碰撞的摆放方案,并利用仿真工具渲染机器人执行动作时看到的画面。训练中还会改变光照、色调、画面模糊程度等条件,使视觉输入更加多样。
算力方面,研究团队使用250张英伟达H100 GPU,耗时约48小时合成主要训练数据;动作生成器通过模仿学习训练,使用64张B200;动作跟踪器经强化学习、策略蒸馏等步骤训练,使用4张H100。
研究团队同时指出,仿真生成数据并未完全摆脱人工参与,新增物理任务仍需人工编写提示词、设计动作关键帧,部分动作还使用了人类视频或动捕素材。此外,当前机器人主要依赖视觉感知,难以直接感知接触情况;当物体离开相机视野或被遮挡时,涉及较多接触的任务表现会下降。加入触觉感知,是后续改进方向之一。
从行业视角看,这项研究的意义在于将大模型驱动的任务编排、动作生成与底层关节控制整合进一套可复现的流程,并选择在宇树G1这一第三方硬件平台上验证,而非苹果自有机器人产品。研究团队公开了数据生成、模型训练和部署代码,涵盖动作生成、动作跟踪、任务编排以及仿真和真实机器人运行等环节,这为外部研究者复现和比较不同技术路线提供了条件。同时,默认采用千问模型并在本地Mac mini上运行,也反映出机器人“大脑”对模型体积与推理效率的现实约束——在离线条件下完成感知、规划与控制的闭环,是走向实用化必须跨过的一道门槛。