新智元报道
世界模型赛道,这两天彻底迎来了大爆发!
就在昨天,谷歌DeepMind发布了全新一代实时世界模型Genie 4,做到了每秒24帧实时生成、单帧延迟低至40毫秒,还能保持长达2分钟的连贯记忆。
借助后台接入的Gemini模型拆解任务,它能在屏幕上同时跑起16路UR5机械臂拿移液管、往微孔板里精准滴注液体的仿真画面。
谷歌Genie 4生成16路机械臂仿真画面
再加上前不久李飞飞团队World Labs推出的全模态世界模型Atlas,只需给一两张参考照片,就能还原出精细的3D空间,顺着镜头一口气生成1分钟的1440p高清漫游大片。
李飞飞团队Atlas生成高清3D漫游画面
无论是谷歌的Genie 4还是李飞飞的Atlas,主流世界模型生成的三维场景已经一个比一个逼真。
可真要把它们搬进具身智能产线去训练机器人,工程师很快就会遇到瓶颈。因为这些漂亮的画面背后,还缺少底层的刚体力学计算。
画面里的纸箱再逼真,算不出箱盖阻力和重量分布,机械臂就练不会装箱;洗衣机门的纹理再清晰,只要铰链没有碰撞反馈,机器人的手伸过去就只会穿模。
要想让机器人在虚拟世界里真练出本事,世界模型就必须在逼真视觉之上更进一步,把真实的物理规律补上。
就在刚刚,大晓机器人联合南洋理工大学S-Lab,正式发布了面向具体环境构建、可探索、可交互的世界模型「Mundo」!
几张酒店照片重建3D空间并供机器人交互
和那些只能看景色的模型不同,Mundo是一个懂物理属性、能动手交互的世界模型。
它把3D场景重建、物理仿真与视频生成融为一体,还结合Astra打造了全新的空间理解能力。
在运行中,系统用场景代码记录每件物体的物理属性,交由物理引擎算出运动和碰撞,再结合现场照片渲染出逼真画面。这样建出来的房间既能看,又能用代码或外力去推拉碰撞,可以直接拿来训练和测试机器人。
项目地址:https://mundo-world-model.github.io/
博客地址:https://huggingface.co/blog/Luo-Yihang/mundo-world-model
把真实房间写成代码
苹果13.5米/秒撞翻显示器
普通的3D重建模型拿到房间照片后,生成出来的桌椅和抽屉都是固定在原地的静态模型,人们只能在屋里转换视角看看风景。
Mundo的做法则是把屋里的每件家具都写成场景代码,给它们加上真实的重量、质心和摩擦力,让人和机器人能够推拉、移动或撞击屋里的物体。
比如在团队展示的办公室实测中,只需对着办公桌、转椅和抽屉柜随手拍下9张照片,整间屋子就能变成一个可以用Python代码操控的物理世界。
Python代码驱动抽屉滑开与苹果撞击显示器
写几行Python代码下达指令,屋里的办公设备就会按物理规律一步步动起来。
0.60秒抽屉滑开,桌底第三层抽屉收到指令,自动往外滑开0.28米;
1.90秒苹果升空,抽屉里一颗重0.2千克的红苹果升到半空,停在4.2千克重的黑色显示器正前方;
3.45秒高速撞击,苹果以每秒13.5米的速度砸向屏幕顶端,当场把显示器撞得向后倾斜;
5.00秒开启「子弹时间」,整个场景时间定格7.5秒,镜头绕着半空的苹果和倾斜的屏幕旋转一圈,随后才恢复重力落回桌面。
除了写代码控制,用户还能用鼠标拖走地上的蓝色垃圾桶,把办公椅向后拉开0.4米,或者往桌面上施加300牛顿的冲击力。
不仅如此,换到不同材质和重力条件下,底层的960Hz MuJoCo物理引擎同样能给出精准的力学计算。
不同材质球体下落与保龄球碰撞力学仿真
让体积相同的橡胶球、篮球和保龄球从同一高度落下,谁弹得高、谁砸得重完全遵循真实的弹性和重量分布,左侧面板还会同步标出15.5千牛的落地冲击峰值。
而在保龄球馆场景里,保龄球以每秒4.6米的速度冲进瓶区,撞击瞬间产生55.6千牛的冲击力,十个球瓶随之飞散,速度、接触点和冲击力曲线与画面完全同步。
屋里每一次推拉和碰撞都有可追踪的状态、可计算的过程,这样的虚拟场景才能真正拿来训练机器人。
拍几张照片重建3D空间
Astra把三维框误差压到1.9像素
要把物理碰撞算得这么准,前提是先把真实房间的三维结构还原准确。
要是虚拟桌子的位置跟现实差了一截,机器人在仿真里练得再熟,到了真机上伸手还是会抓空。
在这方面,Mundo的采集门槛很低。
你只需拿手机拍下1到12张照片,它就能把不同视角的信息放进同一个三维空间,拍到的地方按原样保留真实布局,没拍到的死角也会顺着房间结构自动补齐。
1张、3张与9张参考图的场景还原对比
哪怕只给1张照片,它也能把整间屋子补全;照片增加到3张、9张以后,连桌上马克笔、水杯和文件夹的位置都分毫不差。
甚至只输入一幅梵高的《夜间咖啡馆》油画,它也能顺着画里的透视关系,搭出一条能走进去逛的3D街景。
单幅油画3D延伸与双层住宅跨房间漫游
面对双层住宅或整层酒店这种大尺度场景,输入几十张照片,它还能一口气生成好几分钟的跨房间漫游长镜头。
分块流式生成与动态参考图切换
要知道,普通视频模型生成长镜头时很容易越走越糊。为了保持画面稳定,Mundo每次分段生成124帧画面,并留着上一段末尾的34帧画面做衔接过渡。
随着镜头往前走,系统还会自动换上沿途最匹配的参考照片,从院子一路穿过客厅、厨房走到楼梯间,画面始终连贯清晰。
3D空间搭好以后,要想让物理引擎算准碰撞,屋里每件家具的位置和边界都必须标得非常准。
Mundo三阶段完整技术流水线
要是单靠传统的3D检测器去标物体框,经常会出现椅子腿悬在半空、柜子陷进墙里的偏差,一旦开启物理引擎就会引发异常碰撞。
为了解决这一难题,Mundo结合Astra打造了全新的空间理解能力。
Astra多视角循环校准3D边界框
Astra通过「修改代码、投影比对」的循环机制来校准物体位置。
它一边调整场景程序里的家具尺寸和朝向,一边把3D框投回各个角度的原图去比对轮廓边缘,最后还要交给独立的Reviewer Agent把所有视角复核一遍才算过关。
经过几轮迭代校准,酒店客房里3D框的边缘误差从72.3像素一路降到了1.9像素。
Boxer、SpatialLM与Mundo的3D框对比
放在同一间客房里跟ECCV 2026的Boxer、NeurIPS 2025的SpatialLM比一比,前两个模型框出来的床铺和柜子仍有明显偏移,Mundo生成的3D框则严丝合缝地贴住了床沿与墙角。
空间位置校准之后,三个核心模块便开始协同工作,把静态照片变成可交互的逼真画面。
场景代码建模,大件家具靠校准后的3D框固定位置,桌上要抓取的小物件则生成细致的三维网格,连同重量和摩擦系数一起写进场景代码;
物理轨迹计算,底层的MuJoCo物理引擎根据这些参数算出准确的运动轨迹,并把模拟过程渲染成按物体类别上色的色块引导画面;
真实光影渲染,微调过的Ref2VA视频模型同时参考色块引导画面与现场原图,把真实房间的木纹、反光和阴影细腻地画出来。
一张桌面照片即可适配
还能开启4D子弹时间排查死角
真实房间的三维结构和物理属性都准备就绪后,下一步就是把机器人放进去练活了。
因为三维场景里已经标清了哪儿有家具挡路、哪儿能走人,路径规划器用A*算法瞬间就能给机器人算出绕开障碍的导航路线。
A*路径规划与双视角机器人导航
无论是人形机器人还是四足机器狗,顺着规划路线走的时候,系统都会同时生成背后的第三人称跟随视角和头部的第一视角,一路上经过哪些家具、转弯后看到什么都清清楚楚。
除了室内导航,这套流程在机械臂抓取训练上也省去了大量繁琐的建模工作。
在传统仿真器里训练机械臂,每换一台机器人或换一张桌子,工程师都得重新手动搭建一套三维资产。
而在Mundo里,只需拍一张摆着红苹果、白碗和书本的木桌照片,桌面仿真环境就能自动生成。
Franka Panda、Google Robot、Stretch 3、Galaxea R1 Pro和Unitree G1五款长相和结构各不相同的机器人,都能站到这张木桌前,轮流练习抓苹果、拿易拉罐和搭积木。
单张桌面照驱动五款机器人练习抓取
在训练过程中,画面左侧展示全局外部视角,右上角同步显示手腕或头部的第一视角,右下角则实时跳动着关节角度、物体高度和速度曲线。
研究人员在屏幕上就能把机器人「看到的画面」和「关节怎么使劲」逐帧对应起来,在真机上场前把动作策略调到最优。
如果单一视角刚好被挡住看不清动作细节,还可以随时把时间定格,开启四维时空「子弹时间」换个角度仔细排查。
四维时空「子弹时间」环绕观察动作细节
机器人真机动作环绕观察,比如双机械臂在半空交接香蕉、大晓人形机器人把蓝布扔进纸篓时,系统参考四台相机拍下的真实动作,能随时定住机械臂姿态,转着镜头生成全新的环绕视角;
物理碰撞瞬间定格排查,在国际象棋倾倒、红鼓砸向地板这类物理模拟场景里,镜头也能绕着半空定格的棋子旋转一圈后再继续下落,把接触面和遮挡死角看得一清二楚。
22万点云还原整层酒店
机器人进房送包、拉开洗衣机门
这套能力并没有停留在实验室的桌面上,技术团队已经把Mundo带进真实的商业酒店完成了实测。
整层酒店22万点云重建与跨房间导航
在酒店现场拍完一圈多角度照片后,整层酒店的大堂、走廊、客房和洗衣房,就被还原成了由22万个三维点组成的数字楼层。
顺着规划好的路线,人形机器人从大堂出发,自己穿过长走廊走进客房,拎起手提袋稳稳放到床上。
酒店洗衣房重建与拉开洗衣机门交互
走进空间紧凑的酒店洗衣房,面对一排滚筒洗衣机,机器人穿过狭窄过道后,还能照着还原出来的洗衣机结构伸手拉开舱门,在真机进场干活前先把整套动作跑通。
在大晓机器人以Kairos(开悟)为核心的世界模型体系中,Mundo补上了具体环境建模与仿真训练这一环,把「现场拍照采集、合成训练数据、打磨控制策略」整条流程串了起来。
目前,这套技术体系已经走进商业场景,很快将在国内头部连锁酒店落地实际应用。
世界模型上半场比拼的是谁生成的画面更逼真,下半场比拼的则是谁能把真实的物理规律装进虚拟世界。
参考资料:
https://mundo-world-model.github.io/
编辑:摩西
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