機器人伸出食指,按向噴壺上的扳機。鏡頭里,指尖已經貼上去了,機器人也 “認為” 自己完成了動作,但水沒有噴出來。
從畫面上看,似乎一切都對。但問題在于,指尖只是碰到了按鈕,卻沒有真正把它壓下去。對攝像頭來說,“手指貼在按鈕上” 和 “按鈕已經被按下”,可能幾乎是同一幅畫面;觸覺卻能直接告訴機器人:有沒有接觸、壓在了哪里、力到底夠不夠。
瞄準這類 “看起來做對了,物理上卻沒完成” 的失敗。破曉智能(PHANES AI)創始人、哈工大(深圳)長聘教授楊朔及其團隊發布了最新論文 TouchWorld: A Predictive and Reactive Tactile Foundation Model for Dexterous Manipulation。
TouchWorld 讓觸覺同時承擔兩種角色:行動前,預測 “應該碰成什么樣”;接觸后,再根據真實反饋快速糾錯。
在澆花、桌面清理、電源插頭插入、杯子插入、擦鍋、抽紙巾六項真機任務中,TouchWorld 在無額外干擾的場景下取得 65.0% 的平均成功率;加入目標移動、抓握干擾等人為擾動后,成功率為 57.2%,分別超過最強基線 15.7 和 16.0 個百分點。每項任務采集了 200 條遙操作訓練軌跡,并進行了 100 次真機評測。
這項工作背后的楊朔,也是破曉智能(PHANES AI)創始人。
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楊朔,破曉智能(PHANES AI)創始人、哈工大(深圳)長聘教授、博導
楊朔曾獲 Google PhD Fellowship,是當屆全球 9 位獲獎者之一;博士階段的工作入選 ICLR Best Paper Finalist,26歲回國任哈工大(深圳)長聘教授、博導,同年獲評國家級青年人才。目前,他已經創立破曉智能,組建起一支數十人規模、覆蓋數據、模型、機器人控制與硬件系統的具身智能團隊。
TouchWorld 不是一次偶然的 “論文突襲”。
它背后,是楊朔團隊從人類數據、觸覺建模,一路推演到機器人靈巧操作的一整條技術路線;也是破曉智能第一次把這條路線較完整地擺到臺前。
觸覺既要 “預判”,也要 “反應”
TouchWorld 標題里最關鍵的兩個詞,是PredictiveReactive。一個負責預判。一個負責糾錯。
所謂 Predictive,是讓機器人在真正開始動作前,先預測:當這個子任務完成時,畫面應該是什么樣,手上的壓力又應該是什么樣。
TouchWorld 會多做一步。
當任務進行到 “按下噴壺扳機” 時,模型不僅預測一張未來畫面,還會同時預測一張未來觸覺圖:具體是哪根手指應該產生壓力,壓力應該出現在指尖還是掌側,接觸強度大致應該達到什么狀態。
這張觸覺圖,相當于給機器人設定了一個物理世界里的目標。
畫面對了,不算完成。手指真正壓出了預期的接觸,才算完成。
這就是 TouchWorld 的預測能力:它讓機器人提前知道,自己應該 “碰成什么樣”。
不過,在現實環境里,知道目標還不夠。
杯子可能比訓練時放偏了幾厘米;插頭接觸插座后可能稍微傾斜;靈巧手長時間運行后,關節可能因為發熱、松動而出現誤差;甚至在機器人執行過程中,人還會突然碰一下它的手,或者把目標物體挪走。
這時,如果每發生一點變化,都讓上層大模型重新觀察、重新推理、重新生成一整段動作,速度會太慢。
于是,TouchWorld 增加了 Reactive 路徑。當機器人真正接觸物體后,系統會持續讀取最近的觸覺信號和關節狀態,在原本動作上疊加細小修正:手指往左偏一點,握力再加一點,手腕角度微調一點。
上層策略負責決定 “往哪走”。觸覺反饋負責保證 “碰到之后別走偏”。
這很像人去拿一個濕滑的玻璃杯。大腦會規劃手伸向哪里、用什么姿勢抓住它;但真正碰到杯壁后,手指感受到杯子要滑,握力會立即調整。這個過程不需要人停下來重新思考一遍 “如何拿杯子”。
TouchWorld 做的,正是把這兩種能力分開。
觸覺不是只在失敗后提醒機器人 “你碰錯了”,而是同時參與行動前的目標預測,并在行動中的快速糾錯。
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TouchWorld 通過觸覺世界模型預測機器人任務子目標。
為什么一個 VLA “吃不下” 觸覺
按照常見思路,VLA 已經容納了視覺、語言和動作,再加一份觸覺數據似乎順理成章。
但楊朔團隊發現,觸覺并不是一塊可以直接拼進模型的 “新積木”。它和視覺的信息密度、出現時機與處理速度都完全不同。硬塞進同一個模型,結果很可能不是 VLA 學會觸覺,而是觸覺被視覺淹沒。
觸覺首先太稀疏:一個兩分鐘任務里,真正接觸可能只有十幾秒;圖像是百萬級像素,單手觸覺卻只有幾百維。若與視覺、語言同頻訓練,模型很容易只靠視覺 “偷懶”。
更重要的是,任務規劃、動作生成和接觸糾錯,本就不該共用一個時鐘。因此,TouchWorld 沒有繼續做一個 “什么都管” 的統一模型,而是把系統拆成三個層級。
TouchWorld 因此將系統拆成三個時間尺度:1Hz 的高層負責拆解任務并預測視覺 — 觸覺目標;10Hz 的中層根據目標生成主體動作;30Hz 的觸覺反應層則根據實時接觸和關節狀態持續修正動作。慢規劃、中速執行、快速糾偏,三層分別處理最適合自己的問題。
慢規劃、中速執行、快速糾偏,三層分別處理不同時間尺度的問題。
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TouchWorld 三層架構:高層規劃并預測目標,中層生成動作,高頻觸覺反饋實時糾偏。
消融實驗也證明,這種分層并非多此一舉。完整 TouchWorld 在無擾動和人為擾動場景中的平均成功率分別為 65.0% 和 57.2%。拿掉觸覺輸入后,成功率降至 43.3% 和 30.0%;拿掉 30Hz 觸覺修正層后,則降至 55.3% 和 40.3%,在目標移動或抓握受擾時尤其明顯。
去掉 Tactile World Model,成功率降至 60.2% 和 51.2%;去掉子任務規劃模塊,則降至 55.5% 和 46.2%。
論文還有一個有意思的結果:經過任務階段監督和記憶增強的 4B 子任務規劃模型,準確率達到 91%,反而超過零樣本 32B 模型的 84%。
這說明,在層級系統里,單純把模型做大未必最有效。讓模型知道任務進行到哪一步、之前做過什么,以及下一步是否能被下游策略執行,可能更加重要。
65% 的成功率當然還談不上解決靈巧操作,但它至少證明:相比把觸覺簡單塞進統一策略,明確分開 “預測接觸” 和 “根據接觸快速反應”,確實更有效。
觸覺從哪來,又怎么真正用起來
TouchWorld 不是從零開始的。早在這之前,楊朔團隊就在圍繞同一個問題往前推進:機器人要學會觸覺,首先得有觸覺數據;但真實的觸覺數據太少,又該怎么把它規模化?
Touch 系列由此產生。團隊先用 EgoTouch 把人類操作中的第一人稱畫面、手部姿態和雙手壓力同步采下來;隨后又通過 TouchAnything 學習視覺與觸覺之間的對應關系,讓模型有機會從普通視頻中推測接觸位置和壓力分布。
到了 TouchWorld,觸覺終于從 “被采集、被預測”,走到了 “真正被機器人使用”:行動前,它用來預測應該形成怎樣的接觸;行動中,它又成為實時糾錯的反饋信號。
這條路線的邏輯很清楚:EgoTouch 負責采,TouchAnything 負責從視頻中恢復,TouchWorld 負責讓機器人真正用上。
在解決 “觸覺數據從哪里來” 之前,楊朔和他的團隊就意識到,如今互聯網上并不缺人類操作視頻:擰瓶蓋、切菜、拿杯子、使用工具,這些動作每天都在被相機記錄下來。
但普通視頻只能拍到手怎么移動、物體怎么變化,看不到手與物體接觸時,掌心和指尖究竟承受了多大的壓力。
為此,團隊搭建了一套穿戴式采集系統:采集者頭部佩戴第一人稱相機,左右手腕各安裝一臺近距離相機,同時佩戴雙手姿態追蹤設備和密集觸覺手套。一次操作會被同步記錄成多路 RGB 視頻、雙手 3D 姿態,以及左右手的連續壓力分布。
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EgoTouch 第一人稱視覺 - 觸覺數據采集系統。
最終形成的 EgoTouch 覆蓋了 208 項操作任務、1891 段交互、超過 20 小時視頻、約 210 萬幀數據和 1000 余個物體,場景橫跨家庭、辦公室、工作臺、零售和戶外環境。
而 TouchAnything 的意義,并非宣布攝像頭從此可以完全替代觸覺傳感器。真正執行精細操作時,機器人仍然需要實時、可靠的觸覺硬件。它更像是在解決一個規模化問題:先用有限的真實觸覺數據教會模型視覺與觸覺的對應關系,再為大量原本沒有觸覺標注的人類視頻補充觸覺監督提供可能。
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TouchAnything 多視角觸覺預測模型架構。模型輸入頭戴第一人稱視角、左右腕部視角和雙手 3D 姿態,通過多視角視覺特征融合與姿態感知融合,預測雙手壓力分布圖,從而從純視覺視頻中恢復觸覺信息。
但能夠 “猜到人手可能感受到了什么”,還不等于機器人會使用這些信息。
這也讓 TouchWorld 的出現變得順理成章。
TouchWorld 中的觸覺世界模型,先在 20.2 小時 EgoTouch 人類交互數據上預訓練,再使用 10 小時機器人演示數據進行微調。前者讓模型接觸更多樣的人類操作和接觸模式,后者則把這些先驗適配到具體的機器人靈巧手、觸覺傳感器和動作空間。
至此,整條技術路線才真正閉合:
EgoTouch 回答的是觸覺數據怎么采;TouchAnything 回答的是沒有傳感器標注的視頻,能不能恢復出觸覺;TouchWorld 回答的則是機器人如何根據觸覺預測目標、生成動作,并在真實接觸中完成糾偏。
從記錄人類怎么觸碰世界,到讓機器人學會真正 “碰對”,楊朔團隊用了兩篇論文,把三個環節一步步接了起來。
沒有現成答案,破曉智能要做一項全棧工程
把 TouchAnything 和 TouchWorld 連起來看,破曉智能的定位才真正清晰:它不是一家單純做觸覺手套的公司,也不是一家只提供人類數據的公司。
在楊朔看來,數據采集設備、觸覺硬件和機器人平臺都是手段,最終都要服務于同一個目標 —— 訓練和迭代能夠遷移到真實機器人上的基礎模型。
破曉智能的技術路線延續了楊朔過去對 Data-Centric AI 的研究思路。在進入具身智能之前,他長期關注數據質量、噪聲處理和訓練效率;到了機器人領域,他首先追問的依然不是 “模型還可以怎么改”,而是 “什么樣的數據路線,才可能支撐能力持續擴展”。
如果說 TouchWorld 解決的是機器人怎么 “把手碰對”,破曉智能進一步瞄準的是 “整個身體如何移動到位,再把事情做對”。
為此,破曉智能也正在推進更完整的人類數據采集方案。除了第一人稱頭環和觸覺手套,還包括腰帶與腳踝柔性綁帶:頭環記錄人看見什么,手套記錄手如何接觸物體,腰帶和腳踝設備則捕捉移動、轉身、彎腰、下蹲和踮腳等全身動作。
真實的人類操作,很少只發生在一張固定桌子前。做家務需要在房間中移動,取高處物品需要踮腳,整理地面物品需要下蹲,搬運時還要處理平衡、移動和雙手協同。破曉智能希望學習的,不只是 “手怎么抓”,而是人如何在真實空間中移動到合適的位置,再完成接觸密集的操作。
但 TouchWorld 并非建立在一套現成、穩定的軟硬件平臺之上。觸覺數據不足,手套存在噪聲、漂移和批次差異,高自由度、全掌觸覺且足夠穩定的靈巧手也很難直接買到。
楊朔團隊的工程化能力,讓 TouchWorld 不只停留在模型設想,而是真正走到了完整系統和真機驗證。市場上沒有現成方案,團隊就自己改硬件、搭數據管線、訓練模型、跑控制閉環;評測體系也需要重新設計任務、采集數據、設置標準和擾動場景,再反復進行真機測試。
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TouchWorld 在澆花、抽紙巾等六項真實機器人任務中完成測試。
這也意味著,破曉智能真正要搭建的不是一個單點模型,而是一整套全棧能力:從人類數據采集和觸覺數據清洗,到視覺 — 觸覺對齊、世界模型訓練、靈巧手遙操作、真機策略部署,再到傳感器適配和統一評測環境。
目前團隊成員已經能夠覆蓋機械設計、嵌入式開發、數據基礎設施、世界模型訓練和真機部署等多個環節。這是破曉智能敢于把目標指向全身移動靈巧操作的底氣,也構成了它相比單一模型方案更完整的技術壁壘。
單個模型架構可以被追趕,真正難復制的,是數據、硬件、模型和評測體系共同形成的閉環。
接下來,團隊計劃逐步開源 EgoTouch、TouchAnything 和 TouchWorld 相關的數據、代碼與模型,并繼續推進五指靈巧手、觸覺世界模型和全身移動操作方向的研發。
視覺讓機器人知道世界長什么樣,觸覺讓機器人確認自己是否真的改變了世界。
而破曉智能想做的,是讓這種能力不再停留在一組傳感器讀數里,而是成為機器人基礎模型的一部分。
TouchWorld
- 論文:https://arxiv.org/abs/2607.07287
- tech blog:https://phanes-lab.github.io/TouchWorld-website/
TouchAnything
- 論文:https://arxiv.org/abs/2605.13083
- 官方項目主頁:https://jianyi2004.github.io/TouchAnything-Website/
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