在近日的具身智能顶会 RSS(Robotics: Science and Systems)2026 上,最高奖项 Outstanding Paper Award 提名名单里,出现了一个不太 “机器人” 的名字 —— 影眸科技,一家头部 3D 生成大模型公司。
这家公司为外界熟知,大多是因为它在 3D 生成领域的硬核实力:基于团队发布的原生 3D 大模型框架 CLAY(提名 SIGGRAPH2024 最佳论文),影眸在 2024 年推出了全球首个原生 3D 大模型产品 Hyper3D,如今该产品已出现在今年英伟达 CES Keynote 、OpenAI 首届黑客松冠军项目等多个全球技术标杆场景的 3D 资产生成工作流里,其企业客户规模位居行业第一。
但影眸科技的研究和布局,并不止于生成。在具身智能方向,Hyper3D 的 Sim-Ready 功能可以一键为 3D 资产赋予重力、摩擦力等真实物理属性,无缝导出到 Isaac Sim 等仿真环境,已经成为具身团队训练「空间智能」的核心资产来源之一。今年 7 月,影眸科技在具身应用领域再进一步,联合地瓜机器人、谋先飞发布了 “具身智能可训练仿真闭环联合解决方案”,其世界生成模型 Hyper3D WorldGen 基于自研原生 3D 大模型 Hyper3D Rodin 与 CAST 框架(SIGGRAPH2025 最佳论文)实现了仅凭单张照片还原可交互三维场景,场景内的 3D 物品均为原生 Sim-Ready 资产,具备物理属性,可直接用于仿真训练,打通从真实影像到具身可训练场景的端到端链路。
资产 Sim-Ready 之后,一个更尖锐的问题随之而来:如果仿真里训练出的策略,一到真实世界成功率就大幅下降、不具备部署价值,那仿真资产的价值又在哪里?
影眸团队用这篇研究成果给出了自己的答案。
影眸Hyper3D合伙人、物理 AI 事业部负责人 Joel Wang 作为共同一作、影眸科技作为署名单位参与完成的论文《cuNRTO: GPU-Accelerated Nonlinear Robust Trajectory Optimization》入围了 RSS 2026 的最高奖项 Outstanding Paper Award 提名。
此前十余年,RSS 的最高论文奖项长期由全球顶尖高校和实验室占据,中国大陆机构与企业团队进入候选名单的案例屈指可数。今年共有 8 篇论文获得提名,其中仅两篇成果包含由国人团队创立的商业公司的核心参与,分别是影眸科技和银河通用。
这篇论文回答的,正是上面那道「从仿真到现实」的必答题:在充满误差与扰动的真实物理世界里,如何让具身更快地算出安全的动作。它把非线性鲁棒轨迹优化的核心计算搬上 GPU,在独轮车、四旋翼和 Franka 机械臂任务中实现最高139.6 倍加速,同时保持100%的安全约束。
从生成 Sim-Ready 的 3D 资产,到让仿真中训练出的智能走向 Real-World Ready,这是影眸研究版图上关键而必然的一步。
仿真不必完美,策略要对不完美有所准备
具身在仿真里学会的每一个动作,都建立在一个隐含假设上:世界会按模型训练时的环境那样运转,但真实世界绝不是如此。真实机器人面对的不是一个和仿真完全一致的物理世界,摩擦、控制误差和外部扰动始终存在。
行业的传统直觉是不断提高仿真精度,让模拟器尽量接近现实。但这条路有一条残酷的渐近线,现实中的摩擦、接触、材料属性、执行误差不可能被完整复刻,Sim-to-Real Gap 是仿真训练真正落地绕不开的问题。
cuNRTO 选择了另一条路,解决 Sim-to-Real,不一定要等待一个完美的 Simulator,也可以让策略对 Simulator 的不完美具备鲁棒性。
「仿真的上限,不只取决于它能多真实,也取决于策略能否承受它不真实的部分。」Joel Wang 说。
这在技术上对应控制领域一个经典方向 — 鲁棒轨迹优化(Robust Trajectory Optimization)。思路可以用一句话概括:既然扰动无法被精确预测,那就把能够被界定的模型误差与外部扰动,显式表示为一个有界的结构化不确定性集合(uncertainty set),然后在规划阶段提出硬性要求。对集合内的每一种可能扰动,轨迹都必须满足全部安全约束:避障、关节限位、力矩上限,一个都不能违反。
换句话说,这是一种最坏情况保证(worst-case guarantee)。相比只能给出概率性保证的随机方法,它对机械臂操作、飞行器避障这类安全攸关场景更为根本。而且求解的产物不只是一条名义轨迹,还有一组随时间变化的反馈增益 — 机器人在执行中一旦被扰动带偏,可以依据实时估计的扰动即时纠偏。
听起来很美好,但有一大难题:这类问题,此前根本算不动。
从 8 个小时到 218 秒:算不动的鲁棒优化,是怎么被搬上 GPU 的
为什么算不动?直觉层面,「对所有扰动都成立」意味着无穷多条约束 — 不确定性是连续取值的,无法逐一枚举,问题在原始形式下不可解。
此前的 NRTO(Nonlinear Robust Trajectory Optimization)框架给出了一条可行路径:外层对非线性动力学和约束做逐次线性化(successive linearization),内层通过鲁棒约束重构,把无穷多条约束转化为有限个二阶锥规划(SOCP)约束,再用交替方向乘子法(ADMM)求解。这套框架在理论上足够优雅,非线性动力学、非线性约束都能处理。
但工程上,它撞在了一堵墙上,SOCP 子问题依赖内点法(Interior Point Method)求解。内点法精度高,却是一种以大规模矩阵分解为核心的串行算法,每次迭代都要重新分解一个随问题规模膨胀的 KKT 系统。系统维度一高、约束一多,计算量爆炸式增长。
论文给出的基线数据非常直观,一个带五个障碍物的独轮车(unicycle)任务,原始 NRTO 要算30423 秒— 超过 8 个小时;四旋翼任务也要 13374 秒。这样的速度,鲁棒优化只能停留在论文里,谈不上任何部署价值。
与此同时,从刚体动力学梯度并行化,到实时非线性 MPC,把优化搬上 GPU 已是明确趋势。麻烦在于,NRTO 的原始结构,嵌套双层循环加串行内点法,天然不适合并行。
cuNRTO 的贡献,就是通过两次算法层面的架构重构,把这套串行算法改写成 GPU 友好的形态。
第一步:NRTO-DR,用算子分裂替换内点法。
NRTO-DR 架构图
直觉上,这一步做的事情是把一个庞大而串行的求解器,拆成大量小而独立的基本计算操作。
具体而言,团队用经典的 Douglas-Rachford 分裂方法重写了内层最昂贵的 SOCP 子问题,将其分解为两类操作。其一是稀疏线性求解,由于内层迭代中 KKT 系统的系数矩阵保持不变,只需做一次 Cholesky 分解,之后每次迭代复用三角求解,直接推翻了内点法「每步重新分解」的成本结构。其二是二阶锥投影,把一个点投影到二阶锥上只有三种几何情形,且每条约束的投影彼此完全独立,是典型的可大规模并行问题。
GPU 实现上,稀疏分解与三角求解交给 cuDSS,锥投影由定制 CUDA kernel 完成。每条约束映射到一个 warp,向量运算通过 cuBLAS 全程留在设备端。
效果立竿见影:无障碍独轮车任务从 30423 秒降到 1934 秒。
但团队在 profiling 时发现了新的瓶颈,43.5% 的运行时间花在 CPU 与 GPU 之间的同步上,真正的锥投影计算只占 11%,GPU 平均利用率仅 34.9%。算法快了,数据却在 GPU 与主机之间来回搬运,把省下的时间又还了回去。
第二步:NRTO-FullADMM,整个内循环搬进 GPU。
NRTO-FullADMM 架构图
这是论文真正的核心创新。它不再满足于替换子求解器,而是重构了内层 ADMM 本身的分块结构,通过引入新的松弛变量,把二阶锥投影直接「压」进 ADMM 的第一个更新块 — 原本需要嵌套一层 DR 求解器才能完成的事,变成了 ADMM 迭代中的一步原生投影,嵌套结构被抹平了。
由此带来关键的工程红利是,整个内循环可以完整跑在 GPU 上。每个外层线性化迭代只需向 GPU 上传一次约束数据与常量算子,之后的仿射求值、并行锥投影、QP 更新、反馈增益、对偶更新与残差检查,全部在设备端完成,直到收敛才把结果传回。
GPU 到主机通信瓶颈被彻底消除,GPU 平均利用率从 34.9% 提升至86.5%
速度提了两个数量级,安全一分没让
使用 cuNRTO 规划 Franka 机械臂轨迹
论文在独轮车、四旋翼和 7 自由度 Franka 机械臂三类系统上做了系统评测,对时间步长、不确定性水平、障碍物数量三个维度分别做了实验。几组关键数字:
更重要的是,所有加速都没有以安全为代价。通过 1000 次随机扰动采样,加上 1000 次专门探测不确定性集合边界的极端用例,合计 2000 次 Monte Carlo rollout 验证:在考虑线性化误差的设定下,所有任务、所有扰动实现均保持100% 约束满足。三种求解器的最优目标值差异不到 0.5%,但速度提升两个数量级,解的质量没有退化。
这项工作的核心,是同时处理速度和鲁棒性,而不是用安全换速度。
值得一提的是,论文还在 Robotarium 平台上完成了真机验证,扰动集合直接从开环执行的残差中估计,NRTO 输出的反馈策略在线估计扰动、实时纠偏,最终稳定驶入目标区域。而只执行名义控制序列的对照组,出现了肉眼可见的漂移。
扰动不必被精确建模,只需被界定;世界不必完美,策略只需对不完美有所准备。这套方法论在真实硬件上跑通了完整闭环。
据了解,团队正在与英伟达进一步推进 GPU 侧优化,目标是把相关计算继续压缩至毫秒级。一旦达成,鲁棒优化将不再只是离线规划工具,而是具备在线控制能力的实时组件。
一家 3D 生成公司,凭什么入围具身顶会最佳论文?
回到开头的问题:一家 3D 生成公司,为什么要下场做机器人控制?
把影眸Hyper3D近几年的研究工作摆在一起,答案会自己浮现:
生成物体 → 理解结构 → 构建场景 → 在物理场景中行动。这不是四篇孤立的论文,而是同一张研究版图上环环相扣的四块拼图,也对应着影眸正在打通的业务闭环,Hyper3D 的 Sim-Ready 功能为具身智能持续生产可仿真的 3D 资产,cuNRTO 则在探索让基于这些资产训练出的智能真正走向 Real-World Ready。影眸的定位也变得清晰:它正在成为连接生成世界、仿真世界与真实世界的 3D 智能基础设施。
支撑这张版图的,是一个在创业公司里相当罕见的全球顶级科研团队。影眸Hyper3D是业内唯一连续多年获得 SIGGRAPH 最佳论文及提名的商业公司,算法团队每 2 人中就有 1 人获得或被提名过顶会最佳论文,约 70% 的科研成果实现了产品转化。
这种研究密度今年还在加码,SIGGRAPH 2026 上,影眸共有 6 篇论文被接收 — 对一家 60 人的创业公司而言,这是足以对标全球顶级实验室的产出。
团队在大会现场设了展位,演示 Hyper3D 的实时生成,人流几乎没断过,其中相当一部分是 Hyper3D 的老用户,围上来当面提需求、给反馈。
同一个会场里,论文在讲台上被宣读,产品在展台前被用户围住,这无疑是「研究即产品」这条路线最具象的画面。
在影眸Hyper3D,研究者拥有真正的问题定义权,可以探索不直接服务于短期产品版本的长期问题。研究与产品不是两套割裂的体系,CLAY、BANG、CAST 最终都进入了产品与产业场景,多位核心研究者本身就是公司合伙人和核心决策者。身兼创业者与一线研究者的 Joel Wang,正是其中之一。
「这次提名当然是对论文的认可,但对我们更重要的是,它再次证明影眸有能力支持非常前沿、甚至不直接服务于短期产品版本的研究。我们希望影眸最终成为一支真正理解三维世界、也能够持续定义前沿问题的 Research Lab。」Joel Wang 说。
从 SIGGRAPH 到 RSS,从图形学到机器人学,一个判断正在变得清晰:影眸正在从一家 3D 生成模型公司,成长为一个覆盖 3D 表示、生成、理解、场景构建与智能体控制的研究团队,这些工作共同指向未来三维物理世界的建模、理解与交互。
当具身智能的叙事聚焦于本体与大模型时,不容忽视的是,具身能否走进充满干扰、摩擦与误差的现实世界。而在具身走向现实世界的关键一步上,像影眸这样连接生成、仿真与现实世界的 3D 智能基础设施将会是不可或缺的。