量子位 21小时前
给机器人装安全护栏,北航联合团队提出RoboSafe,让具身智能体在物理世界中安全行动
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当大模型开始控制机械臂、家用机器人时," 安全 " 这件事也变得不一样了。

过去,一个大语言模型输出了不安全内容,风险主要停留在文本层面;但一个机器人如果误执行了风险动作,危险后果将直接发生在物理世界:打碎物品、损坏设备,甚至伤害人。

更麻烦的是,危险并不总是写在指令表面,而是与智能体的执行情境和状态密切相关。

具身智能体的安全风险很难靠一句提示词 " 不要做危险的事 " 解决,因为机器人面对的是动态环境、连续动作和变化的执行上下文,很多安全风险都是隐式的。

针对这一问题,来自北航、360 AI 安全实验室、牛津大学、北京大学等机构的研究团队提出了RoboSafe框架,以补足现有防御方法在隐式风险识别上的不足。该研究荣获ICLR 2026 ESR 研讨会杰出论文奖(Outstanding Paper Award,CCF-A)。

具身智能体的安全问题,不只是 " 拒绝坏指令 "

研究团队指出,现有具身智能体防护方法大多依赖两类思路:一种是在提示词里加入安全约束,另一种是提前写好规则过滤危险动作。它们面对显式危险指令时有一定效果,例如 " 打碎杯子 " 这类明显风险较容易被识别。

真正困难的是那些隐式风险

一种是情境风险:同一个动作在不同环境中安全性完全不同。比如 " 开启微波炉 " 是否危险,取决于微波炉里有什么:如果只是普通食物,动作是安全的;如果有金属餐具,那就是危险的。

另一种是时序风险:单个动作看起来都没问题,但组合起来就会产生危险。比如智能体打开炉灶后继续做别的事,长时间没有关闭,就可能导致炉灶过热并引发火灾。

RoboSafe:让机器人行动前多一道安全护栏

RoboSafe 为具身智能体加上了一层运行时安全护栏,其核心是论文提出的可执行安全逻辑

简单来说,RoboSafe 会把安全判断转化成可执行、可验证的逻辑代码。例如:这个动作是否会在当前环境中造成破坏?之前是否打开过某个危险的设备?

如果检测到风险,RoboSafe 就会进行明确的安全干预:阻止执行,或者要求重新规划生成更安全的执行序列

向前看:识别潜藏在当前环境中的情境危险

RoboSafe 的第一个模块叫前向预测推理。它关注的是 " 即将发生的下一步动作 "。比如智能体打算执行指令:" 把叉子放进微波炉。"

这一步危险不只来自动作本身,还来自情境上下文:动作目标是什么、在哪里、当前状态如何。

RoboSafe 会结合当前视觉场景、任务指令和智能体状态,从长期安全记忆中检索相关安全知识,再生成可执行的情境安全逻辑。如果情境逻辑判断当前动作会造成风险,系统就阻止执行。

这里的关键不在于 " 看到微波炉就拒绝 ",而在于理解 " 叉子 + 微波炉 " 这个组合在当前场景下危险。

向后看:从动作序列中挖掘正在累积的时序风险

RoboSafe 的第二个模块叫后向反思推理。它关注的是 " 过去发生了什么 "。

很多物理风险不是瞬间出现的,而是在动作序列中逐渐形成的。比如智能体先打开了炉灶,然后去做别的任务,迟迟没有关闭。

RoboSafe 维护了一个短期安全记忆,用来记录当前任务中最近发生的动作,并持续反思是否违反了时序安全逻辑

如果发现必要的安全动作还没有发生,它不会简单终止任务,而是触发重新规划,把安全纠正动作插入原计划中。

例如发现炉灶已经打开太久,就临时执行纠正动作 " 关闭炉灶 ",再返回到原任务去。

这让 RoboSafe 不只是一个安全拦截器,更像一个会反思执行轨迹的安全监督员。

实验结果:识别危险动作,保障安全任务

研究团队在 AI2-THOR 仿真环境中对多种多模态具身智能体进行实验,并在 SafeAgentBench 上进行全面评估。

结果显示,在情境风险任务中,原始智能体几乎不会拒绝危险行为。在 RoboSafe 的防护下,危险执行率被压低到 4.78%。

在长时序风险任务中,RoboSafe 也显著优于当前基线方法。实验数据显示,RoboSafe 相比现有防护方法整体降低了 36.8% 的危险执行率。

值得注意的是,在安全任务上它仍能保持较高的执行成功率。这说明它并非简单粗暴地拦截所有动作,而是在区分正常行为和真正风险。

面对越狱攻击:RoboSafe 仍能守住执行前的最后一道关

论文进一步测试了 RoboSafe 面对越狱攻击时的防御效果。这类攻击会通过上下文诱导等方式说服智能体生成危险动作计划。

实验结果显示,RoboSafe 在越狱攻击下依然保持较强鲁棒性。即使前端提示词被扰动,它仍然可以在动作落地前进行安全检查。

不局限于仿真:真机系统验证可落地性

仿真测试外,研究团队还进一步在真实机械臂上验证了 RoboSafe 的防护效果,团队采用了两个真实世界中的危险任务用来测试。

在多轮测试下,RoboSafe 都成功阻止了危险动作。

这说明 RoboSafe 是能够迁移到真实物理世界的实用防御框架。

从 " 能做什么 " 到 " 不该做什么 "

具身智能体的发展,正在把大模型从屏幕内搬到物理世界,其安全风险日益显著。

这意味着我们不能只关心智能体能否完成任务,也必须关心它在什么情况下应该停下来、改计划,或者拒绝执行。

RoboSafe 的意义正在于此:它没有把安全问题简化为 " 多写几条约束规则 ",而是提出了一种更适用于物理世界的运行时安全机制,把安全判断转化为动作执行前的一道实际护栏。

当机器人逐渐走近真实家庭、工厂和公共空间,这样的安全机制将会成为具身智能体落地前不可或缺的一环。

论文链接:https://openreview.net/pdf?id=wyKCkQ2GyO

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