當具身智能走進教育
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具身智能是人工智能與機器人學交叉的前沿領域,它將感知、行動與認知深度融合 ,強調智能體的認知和行動在物理環(huán)境中的相互依賴。它是“具身化的人工智能”,使機器人能夠像人那樣感知、學習和互動,是需要前瞻布局的未來產業(yè)。當具身智能走進教育,又將擦出怎樣的火花?
面向未來的產業(yè)
今年8月,主題為“讓機器人更智慧,讓具身體更智能”的世界機器人大會在北京舉行。會展期間舉辦的首屆世界人形機器人運動會產生了26位機器人冠軍——這些智能體擁有靈巧的“肢體”、敏捷的“小腦”、聰慧的“大腦”,標志著具身智能這一全新智能形態(tài)已初具雛形,正努力從實驗室走向煙火人間。
黨的二十屆四中全會審議通過的《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展第十五個五年規(guī)劃的建議》,明確把“具身智能”列入需前瞻布局的未來產業(yè)。作為人工智能的重要分支,具身智能旨在發(fā)展一種基于物理載體的智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)融合多模態(tài)感知、復雜任務規(guī)劃與靈巧運動控制等技術,通過傳感器陣列感知環(huán)境,利用物理引擎與世界模型進行推理預演,最終驅動高精度執(zhí)行器完成與真實世界的交互,從而實現感知、決策、行動與學習的認知閉環(huán)。通俗地來說,就是讓智能體像人類一樣,在真實環(huán)境的歷練中“摸爬滾打”、總結經驗、不斷成長。
具身智能的核心內涵包含三大要素——物理實體、環(huán)境交互與認知進化。其中,物理實體是智能的載體和基礎,諸如傳感器、機械結構等硬件系統(tǒng)直接影響智能體在真實世界中感知、行動、交互的能力邊界。環(huán)境交互是核心過程機制,通過實時感知(輸入)和執(zhí)行(輸出)的動態(tài)反饋,驅動認知迭代。認知進化則構成閉環(huán)的學習系統(tǒng),基于物理交互所積累的動態(tài)經驗,融合數據驅動學習與行為調節(jié)機制,自主迭代認知模型,提升具身智能對復雜場景的適應性。
可見,具身智能既有別于傳統(tǒng)的人工智能,也不等同于機器人技術,更不是簡單地打造一個能完成特定任務的機械體,而是系統(tǒng)性地重構智能體在物理世界中“感知—決策—行動—學習”的鏈條,推動智能理論與智能范式變革。其蘊含的哲學思想是,智能并非源于符號處理或抽象計算,而是深深植根于身體、行動與環(huán)境的動態(tài)耦合過程,具有鮮明的具身性、生成性和情境性。
為教育注入新的可能
具身智能與認知構建、環(huán)境交互及行為塑造的深度關聯,使其與教育場景呈現出天然的適配性。學習的本質,是個體與環(huán)境互動共生的動態(tài)進化過程。從這個意義上說,學校不再只是一個物理空間,而是不斷實現認知迭代與智能涌現的有機生命體。校園建筑、設施和傳感網絡共同構成了它的“身體”和“感官”,老師、學生的各類活動成為其與環(huán)境深度互動的核心機制?;诤A繉崟r交互數據,學校能動態(tài)感知、決策、行動并持續(xù)自我優(yōu)化,形成一個高度自適應的生態(tài)系統(tǒng)。
世界機器人大會發(fā)布的《2025具身智能機器人發(fā)展趨勢》,從認知決策、智能控制、軟硬件融合、高質量數據集等十個維度勾勒了具身智能的未來發(fā)展藍圖。這些日漸成熟的核心技術,正在為教育注入新的可能。
首先,多模態(tài)融合感知技術讓教學更“懂”學生,助力實現個性化互動。智能感知系統(tǒng)是具身智能的主要技術之一,能夠集成視覺、聽覺、觸覺等多源異構數據,通過跨模態(tài)融合與深度學習算法,模擬人類多感官協同的感知能力,實現對復雜情境的全面理解。隨著認知神經科學、多模態(tài)情感識別技術的發(fā)展,具身智能的感知范式從對客觀現象與行為的識別,逐漸邁向對情感狀態(tài)和意圖的理解。它會像人類教師一般,通過“耳聽六路、眼觀八方”,深入理解學生的情緒狀態(tài)、認知負荷、興趣傾向及社交行為等。例如,通過分析學生坐姿、眨眼頻率等細微特征,判斷其壓力水平,適時安排休息時間;記錄學生發(fā)言次數,分析發(fā)言是否自信,主動鼓勵內向的學生參與互動;捕捉學生皺眉等微表情,及時識別困惑情緒,并自動推送補充講解或發(fā)起提問,從而精準適配每個學生的學習節(jié)奏,為他們提供個性化的教學支持。
其次,運動規(guī)劃與控制系統(tǒng)讓物理互動更精準、自然,助力開展具身化教學。該系統(tǒng)的核心在于高精度動作規(guī)劃與自適應力控機制,能夠實時調節(jié)機械動作的軌跡與力度。隨著仿生學、材料科學與先進控制理論等多學科的交叉融合,柔性驅動已成為重要技術方向,將推動具身智能逐步擺脫傳統(tǒng)的固定動作程式,轉向與物理世界細膩、自然地交互,真正學會“感知輕重、收放自如”。一個典型的應用場景是動作技能教學。系統(tǒng)通過實時捕捉學生的動作姿態(tài),結合柔順控制算法和即時觸覺反饋,指導學生完成動作優(yōu)化。在這個過程中,具身智能體既能演示標準動作,又能“手把手”輔導教學,將抽象的運動技能轉化為可感知的具身體驗。目前,該項技術已在體育教學等基礎場景中落地。例如在跳繩教學中,機器人助教能夠記錄學生的跳躍頻率、高度和手腕發(fā)力角度等數據,并及時提醒“手腕轉動幅度過大,會額外消耗體力”。未來,具身智能有望成為“技能導師”,在實驗操作、書法繪畫、樂器演奏等復雜場景中提供精準引導教學,并基于每位學生獨特的身體條件,量身打造訓練方案。
再次,自適應決策反饋技術讓具身智能成為學生的“專屬學伴”,助力個性化教育的規(guī)?;茝V。這項技術的核心在于,構建一個能夠實時感知環(huán)境狀態(tài)與自身行動結果、動態(tài)調整決策策略的閉環(huán)系統(tǒng)。近年來,大語言模型的快速發(fā)展進一步增強了系統(tǒng)的情境理解與任務泛化能力,讓具身智能得以模擬優(yōu)秀教師的“認知—行動”循環(huán):先通過感知和分析系統(tǒng)全方位了解學生,再由決策系統(tǒng)生成適配的教學策略,然后以具身交互的方式執(zhí)行相關策略,最后根據學生反饋持續(xù)優(yōu)化后續(xù)方案,真正做到“教”與“學”的雙向動態(tài)適應。傳統(tǒng)教育模式下,“因材施教”高度依賴教師個人能力、經驗與精力,難以大規(guī)模推行。而具備自適應決策能力的具身智能,將打破課堂規(guī)模、地域差異和學生特質所帶來的限制,讓“因材施教”惠及更多學習者。
勾勒未來教育形態(tài)的輪廓
近年來,國家政策大力支持、積極引導具身智能技術在教育領域的研發(fā)與應用,推動前沿科技與典型場景深度融合。2023年1月,工業(yè)和信息化部、教育部等十七部門聯合印發(fā)的《“機器人+”應用行動實施方案》,明確將教育列為重點應用領域,鼓勵深化機器人在教學科研、技能培訓、校園安全等場景應用,推動研制交互、教學、競賽等教育機器人產品及編程系統(tǒng)。2025年8月,國務院發(fā)布的《關于深入實施“人工智能+”行動的意見》進一步提出,要創(chuàng)新智能學伴、智能教師等人機協同教育教學新模式,構建智能化情景交互學習模式。相關政策文件已廣泛涉及具身智能的技術核心和載體,為教育領域的應用探索提供了制度支持。
誠然,具身智能技術仍處于發(fā)展初期,尚未完全實現“物理實體—環(huán)境交互—認知進化”的完整閉環(huán)。但在基礎教育、職業(yè)教育甚至特殊教育等場景中,越來越多的應用探索正勾勒出未來教育形態(tài)的輪廓。
在基礎教育階段,具身智能通過創(chuàng)造情境化、互動式的學習體驗,為推動各學科教學模式變革提供重要支撐。以語言教學為例,機器人可以借助多模態(tài)交互技術,完成學生用英語下達的指定動作,與學生開展沉浸式對話練習;通過表情神態(tài)識別和語音情感分析,實時評估發(fā)音準確度并給予反饋。在理科教學中,具身智能擅長將抽象的、靜態(tài)的概念轉化為直觀的、可交互的情境。如在學習長方體表面積時,學生可通過機器人傳感器掃描實物模型,借助空間計算技術生成三維動畫,清晰展示立體展開過程,并實時計算面積數據。這種融合物理操作與虛擬演示的教學方式,顯著提升了知識的可理解性,幫助學生實現從知識學習到知識創(chuàng)造的跨越。
在職業(yè)教育階段,具身智能正在深刻影響教育教學全過程。作為與產業(yè)一線聯系較為緊密的教育類型,職業(yè)教育應當與具身智能產業(yè)深度融合,以培養(yǎng)適應未來智能場景的高素質技術技能人才。一方面,以未來產業(yè)發(fā)展需求為牽引,圍繞具身數據采集與標注、智能生產線運維、協作機器人調試、人機交互系統(tǒng)集成等新興方向,構建適配的專業(yè)結構體系和動態(tài)調整機制。另一方面,引入協作機器人、移動機器人、多自由度機械臂等具身智能設備,打造“虛實融合”的場景化實訓基地,培養(yǎng)學生通過人機合作解決實際問題的能力。
在特殊教育場景中,具身智能可以為特需兒童提供高度個性化的支持,構建具有包容性的學習環(huán)境。例如,在社交訓練中,具身智能機器人可扮演互動伙伴,通過表情識別、情境模擬和實時反饋,引導孩子進行眼神交流、情緒識別和溝通練習。同時,這種互動陪伴更具可持續(xù)性和針對性,可擺脫對單一師資的高度依賴。
當然,具身智能雖在教育領域應用潛力巨大,但仍面臨技術成熟度不足、倫理框架缺失等挑戰(zhàn)。技術層面,動力故障可能導致意外傷害,算法認知偏離則會生成“教學幻覺”,誤導學生形成錯誤認知。情感層面,青少年更易將具身智能體視為“擬人化伙伴”,這種信任泛化和依賴過度可能削弱人際共情能力,淡化師生情感聯結。價值觀層面,多模態(tài)數據的無意識采集易引發(fā)標簽化評價,文化偏見經算法放大可能扭曲價值導向。
因此,當具身智能與教育“相遇”,我們必須將其置于“技術—人文”的天平上審慎推進,以安全為底線、情感為紅線、價值為導向,唯此方能堅守育人初心。
(作者:吳晶晶,系中國人民大學國家發(fā)展與戰(zhàn)略研究院研究員)
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