自2023年GPT-4V开启多模态理解先河以来,多模态大模型经历了从图文对齐到跨模态生成的快速演进。至2026年,模型已能够同时处理文本、图像、音频与视频,并高质量地生成图像、视频和3D内容,实现了从“感知”到“创造”的跨越。在这一技术浪潮中,视觉-语言-动作( VLA)模型作为多模态大模型向物理世界延伸的关键范式,正成为高校人工智能与机器人教学的前沿方向。

文章配图-1

一、多模态大模型:从跨模态理解到统一建模

多模态大模型通过构建统一的神经网络架构,实现多类型数据的联合建模。其技术突破主要体现在跨模态对齐、联合表征学习与端到端生成三个层面。以视觉编码为例,2026年主流的方案已从静态ViT演进到动态分辨率编码和层次化视觉表示,使模型在高分辨率图像和长视频处理中兼顾细节与计算效率。

在应用层面,多模态大模型已覆盖医疗影像分析、自动驾驶、工业检测等领域。而在教育场景中,其技术思想正为智能教学终端、课堂行为分析、个性化学习路径推荐等提供底层支撑,但这些属于应用延伸,并非本文重点。

文章配图-1

二、VLA模型:打通“感知-认知-行动”的闭环

VLA模型是多模态大模型在具身智能领域的重要延伸。其核心是将视觉感知、语言理解与动作执行整合为端到端的统一架构,实现从自然语言指令和视觉输入到控制动作的完整映射。

2023年7月,谷歌DeepMind推出全球首个控制机器人的VLA模型——RT-2,通过在通用视觉-语言模型上联合微调机器人数据,实现了端到端的控制指令生成。此后,VLA模型迅速演进:ThinkingVLA引入交错的视觉与语言推理机制,在长时程操作任务中优于传统方法;RhinoVLA聚焦边缘端实时部署,在专用芯片上达到接近实时闭环控制频率;w²VLA通过解耦声明性知识与程序性知识,实现了对未见物体的零样本技能迁移。2026年4月,由PaLM-E、RT-2团队创立的Generalist AI公司发布GEN-1模型,在成功率(>99%)、推理速度(提升2-3倍)及训练效率(数据量与微调成本降至前代1/10)三方面实现显著突破。

文章配图-1

三、VLA模型在高校教学中的典型价值

对于高校人工智能、机器人、自动化等专业,VLA模型提供了一个将多模态感知、自然语言理解与物理控制相融合的理想教学载体。

在理论教学层面,VLA模型涵盖了跨模态对齐、Transformer架构、强化学习、端到端控制等核心知识点。学生可以通过研读RT-2、PaLM-E等原始论文,理解大规模预训练模型如何迁移到机器人控制领域。在算法层面,VLA的统一架构有助于学生建立从“感知”到“决策”再到“执行”的完整系统观,避免将视觉、语言、控制割裂学习。

在实验实训层面,轻量级开源模型如SmolVLA(约5亿参数)可在单块RTX 4090级别GPU上运行,降低了实验室硬件门槛。国内外已有高校基于开源VLA模型开展课程实验,内容涵盖环境感知、指令解析、动作规划等模块。例如,部分高校在机器人课程中引入VLA模型,让学生完成“自然语言指令→视觉场景理解→机械臂动作生成”的完整流程,使学生直观理解大模型如何与物理世界交互。此外,山东省高校具身智能师资研修班中,参训教师曾系统实践从环境部署、数据采集、VLA模型微调到本体控制的完整开发流程,这反映了高校教师对VLA教学内容的迫切需求。

四、VLA模型教学面临的挑战与应对思路

将VLA模型引入教学仍面临若干挑战。其一,模型参数量较大,对算力有较高要求,需借助模型量化、蒸馏等技术降低部署成本。其二,机器人硬件本体价格昂贵,高校可优先采用仿真环境(如Gazebo、MuJoCo)进行前期教学,再过渡到实物验证。其三,VLA模型的数据采集和标注成本高,高校可利用开源数据集(如Open X-Embodiment)进行教学演示和实验设计。

在课程设计上,建议采用分层递进模式:低年级阶段侧重VLA模型的原理讲解与仿真演示,高年级阶段则鼓励学生基于开源模型进行微调和二次开发,甚至探索轻量化VLA模型的边缘部署。考核方式可从理论理解、仿真实验、实物操控三个维度综合评估。

五、展望

多模态大模型正在重塑AI的能力边界,而VLA模型则代表了AI从虚拟计算向实体化应用转型的关键路径。对于高校而言,将VLA模型纳入教学体系,不仅有助于学生建立从感知到行动的完整AI系统观,更是培养具身智能时代复合型人才的必要举措。未来,随着模型轻量化技术成熟和开源生态完善,VLA教学有望从顶尖高校向更广泛的高等教育机构普及,成为人工智能专业核心课程群的重要组成部分。

Logo

Agent 垂直技术社区,欢迎活跃、内容共建。

更多推荐