摘要：近两年生成式人工智能迅猛发展，从大语言模型到多模态，以至于AI朝着三维空间、行为能力、具身智能的方向拓展，特别是生成式AI催生空间智能的深入研发，有望将消费互联网扩展到产业数智化：以低空经济为起点，拓展空间智能的运用范围；以大模型为基础的“智源”产业，将发挥比能源更大的威力；以智能体和机器人为特征的产品和业态，将型塑成重要产业。AI将与人类共同改变物理世界。

AI大模型发展两年，从语言模型到多模态，热潮澎湃，研发者和应用者“已不满足在手机上做几个超级APP”[1]。华裔科学家李飞飞认为智能的进化路径必然会转向可操作性 [2]。事实上对AI的探索正在从平面到立体，从静止到行为，致力于AI改变物质世界。空间是物质最基本的形态，AI改变物质世界的趋势，突出反映在探索空间智能对物质世界自主观察、理解、判断和行为的智慧能力上[3]，包括产生条件、内涵挖掘、应用需求。

一、空间智能的产生条件

空间智能的产生有天时、科技、人文三个条件。

1、生成式AI来临探索空间智能恰逢其时

一是互联到智联。万物互联重在连接，互联网用数字方式把物质世界搬到线上，将物质世界与数字世界连接起来。万物智联重在AI自主处理数据，使物质世界与数字世界的连接智能化。数据在智能处理后才有价值。

二是消费到产业。互联网时代更多方便人们的生活、文化和社交，创造了电商、电子支付、线上学习、线上办公、社交平台等，以消费为主；AI时代将会方便企业、产业、行业，创造通用模型、行业模型、智能体、机器人，以产业为主。在消费互联网向产业互联网的深度扩展中，赶上了生成式AI催生空间智能的极好时机。

三是设置自动到自主自动。无论工业机器人还是其他机械的自动成分，以往多是人为设置参数。AI和物联网技术融合，就可实现自我感知、判断和自动?。现在空间智能正在探索AI自主做事的可能。

2、科技锻造了空间智能的两个前提

一是准备了大量“零部件”。数字科技包括虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）、数字孪生、多模态大模型、先进传感器技术、机器人技术等，为空间智能备足了方便融合和利用的技术“零部件”。从数字人到机器人，从虚拟技术到元宇宙的探索，为空间智能提供了技术融合和功能提升的基础和借鉴。

二是视觉和行为联系的启示。从远古生命体无可视功能到三叶虫最早感知光线，从生物被动感受光线到主动用视觉理解世界，如此条件使生物神经系统开始进化。科技探索发现，视觉转化为洞察力，进而引导行动，最终产生智能[4]。由此，启发人们可以将视觉和行为联系起来，探索从平面图片走向三维世界，创造像人一样能感知和行为的智能机器。

3、好奇和本能是探索空间智能的重要基础

一是好奇是探索空间智能的启动。好奇引导人们不懈探索，拓展空间意识，开辟应用途径。

物理学认为，物质存在于空间，并在其中产生、消亡、运动、交互。量子物理学认为，看不到的物体也占据空间，量子纠缠靠空间关联[5]。

科学认为，黑洞并非真洞，是引力太大，时空弯曲。物质告诉空间如何弯曲，空间告诉物质如何运动[6]。

互联网兴起时人们区分位置空间和流动空间，现在两个概念高度融合[7]。AI大模型的探索，涌现了Sora和许多AI视频工具。

中科院陈润生院士认为，随着模型规模扩张，一味“堆芯片”并不可取。根本上还要向人脑学习，把空间复杂度、时间复杂度压缩得更小，以更低能耗实现更高性能。[8]

现在人们正在用大模型使空间感知和空间计算向着空间智能进发。

二是人类看到、想到、做到的本能演进启示。“看”意味着图像，生物上，眼睛只能看到二维,因人脑通过对比左右眼的图像差异形成立体视觉，判断出前方物体的距离。建筑上，平面作为生成器是传统建筑学的基本功。艺术上，绘画一直和雕塑竞争,希望在二维平面创造出三维深度的视觉幻觉。[9]

“思”意味着语言，是人的一种本能和无意识的东西，正是语言和所见所闻形塑着我们的思维方式与行为模式。

“做”意味着立体、方位、操作，跳出点、线、面的限制，能从四面八方、大小多少进行开放的空间认知和移动，可以立起来思考，让物体行走。

上述这些都在引导人们对空间更全面更深入的探索。

二、空间智能的内涵挖掘

AI正在汲取并引入物理学的知识和规律以促进自身的发展，物理学也在通过数据、知识、先验和规律，使我们能够在广泛的物质、能量和时空尺度上理解AI[10]。空间智能正在打破人工智能与物理学等学科的边界，将人们对AI的认知延展到操作。虽然这样的探索刚刚起步，尚难把握其内涵，但从科学家初步探索及其目标中，依稀感受到一些粗浅认知。

1、AI感知和理解世界。AI正让数字世界模拟现实世界，模拟感知贵在丰富、细微和准确。Mate的Orion眼镜将全息影像融入现实世界，将营造真实存在感[11]，近日哈佛学生开发的智能眼镜I-XRAY，能识别行人身份、住址等全部信息。[12] 然而，大模型的图像和视频难免出现幻觉。

AI理解世界需要深度推理和知识整合。Open AI的o1似乎有了思维链，有了较强的推理能力，有了反思和改进机制，但对构建3D世界尚无足够理解，仍需优化复杂场景下的性能。

探索空间智能有利于AI解锁更多推理能力，这要教会计算机看见、学习、交互，从图像和其他模态中理解和推理3D世界，李飞飞最近开发的算法仅输入一张图就创造出无限多可能的空间。空间智能将生成无限的3D世界，创建和编辑虚拟空间，允许任何人想象和创建自己的世界。[13]

2、AI与人类共同改变物理世界。感知和理解不足以改变世界，必须得有能抓握物体的肢体和动作，这就需要在建构三维空间模型基础上，训练计算机在三维世界的行动，推理3D空间的对象、地点、交互，实现创作、设计、学习、沉浸式体验、机器人行为的无数可能[14],使AI驱动的机器人变得敏锐、智能、操作，成为能干活的具身智能。

空间智能借助物质载体能说、会看、做事，能力超强，可能风险也会更大。这就要有防范意识，从开始就遵循科技伦理，向善发展，保护隐私，防止信息泄漏，使其成为人类信赖的伙伴，可与人类在三维空间互动，发挥空间智能作用，凸显人的尊严，共同创造新事物，促进人机和谐、社会繁荣。

3、AI与空间计算融合重塑世界。重塑世界不是个别感知和改变，需要强大功能。这就必须整合AI与空间计算。空间计算已融合?VR、AR、?MR等计算模式，加上AI的数据处理能力，空间计算将化身为空间智能。凡有物质皆可计算，凡有计算必将智能，这样方能打破物理与数字间壁垒，生成交互和沉浸的3D内容，让数字世界和物理世界更丰满，带来全新视角，促进虚实世界互动协同。

重塑世界需要空间智能的多种功能：一是感知物体和环境变化，理解周围场景。二是在理解空间内的主体及其关系的基础上，设计和规划任务、策略和路径。三是在软硬件配合中，执行既定任务，达成预定目标。[15]

三、对空间智能的应用需求

探索空间智能全在于产业发展和广泛应用。尽管从探索到应用，会存在诸多挑战和问题，但AI技术对于改变我们的物质世界具有巨大的潜力和价值。目前展望，至少有四方面的应用需求。

1、将数字化运用提升到智能化水平。生成式AI的迅猛发展，将智能空间推进到AI发展的前沿，有利于经济社会智能化。三方面例子可以对此直观理解。

一是优化基础设施维护。比如，过去以传感器、物联网、云计算，测量下水道污泥和积水，人工及时处理。以后将改进优化成智能装置，使其感知污泥积水环境，提前预防，适时判断，人机协作处置。

二是改造社区和家庭的智慧系统。比如，以前的家具设施是数字设置和遥控，以后如家中发生漏水泄气和火险，智能系统能及时切断源头，联通小区安保和物业现场处置，即使家人远在国外也可收到信息提示，通过远程开锁和手机视频监视，配合维修人员现场处理。

三是升级城市和工交数字孪生。比如，通过智能移动数字孪生，在网络空间实时复制物理空间的交通状况，用于实现混合自动驾驶和远程驾驶。[16]

2、发展两种智能产业。空间智能将AI模型提升到3D世界，赋予其丰富内容，能准确表达周围世界动态，并在复杂推理和判断的同时，与人类、物质、环境产生交互，以适应各个领域的应用，主要有两类智能产业。

一是AI模型构成的“智源”产业。以大模型为特征的智源产业，如同工业社会的能源一样。一种是通用模型形成的通用智源。具备通识和泛化能力，为各个领域赋能。一种是行业模型或垂直模型形成的专用智源。针对特定数据和任务训练或优化，形成专用知识与能力的模型应用。

二是智能体和机器人产业。一类是虚拟智能体产业，将智能软件普遍应用于文教、会展、旅游、金融、服务、数字人领域；一类是具身智能体产业，主要是机器人、智能体、终端等装备。

3、拓展空间运用范围。从地面空间到深海深地空间，从航空空间到航天航宇空间，从地球人空间到星际人空间，在这些探索和应用中，难度和危险性越大，越需要空间智能和机器人助力探测和开拓。

一是在低空经济发展中，空间智能将提高低空经济系统的运行效率和安全性。助力航路运行管控、航空器调度、气象监测、实时监测、飞行服务等业务。

二是在无人机测绘成果推广中，空间智能可赋能影像数据挖掘与应用。助力智能感知、处理空间信息，实现遥感影像智能解译、无人机视频空间化、三维数据处理分析。

三是在太空探测中，空间智能可提高探测器生存能力和执行任务效率。实施自主避障、自主决策，使探测器在未知环境自我学习适应，自主规划最优探测路径。

4、搭车构建元宇宙。元宇宙是平行于现实世界的虚拟空间，是对现实世界的映照。一是元宇宙需要的交互技术，AI多模态模型和空间智能正在给予探索和启示，将会多途径连接虚拟与现实。二是元宇宙需要更多人共同参与，空间智能将物理世界中的空间、场景、数据、用户链接起来，与虚拟世界结合，构筑广大用户共享的数字世界底座，将打造每个人都可同步接入、创造、自由、个性化的沉浸式元宇宙体验。李飞飞博士说，如果空间智能愿景成为现实，那就是以较低的成本建成的元宇宙[17]。

满足更多的需求应用，实现产业智能化和广泛应用，需要做足基本功。在功能作用上，不仅使空间智能超越现有AI能力，自主判断执行，还要使进入劳动过程的大部分物质资源具备AI的一些性能，这样才能产出具有AI能力的产品，体现AI的价值；在基础设施上，要有更强的性能、更大的规模、更好的适应性，使其覆盖和服务更多企业；在简便低廉上，可让小微企业和更多的人能用得起、好操作。这样才能保障空间智能具有广泛的应用场景、广阔的产业前景、灵活的商业模式。

总之，随着条件不断积累，内容深入挖掘，需求迫切呼唤，人工智能将会变得更聪明、更实用，“知行合一”，特别是随着空间智能从探索走向应用，人类与AI共存，将会一起改变世界。

参考文献：

[1]吴泳铭：AI最大的想象力不在手机屏幕，而是改变物理世界，[EB/OL].2024-09-19. http://www.xinhuanet.com/tech/20240919/26a1b4bb2a664ddaa28c42fbd5f896ea/c.html

[2]李飞飞与她创造的新“独角兽”，蓝鲸财经，2024-10-14. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1812891338592650758&wfr=spider&for=pc

[3][15]元战略：人工智能典型应用及未来趋势之一：空间智能与大国博弈，全球技术地图，[EB/OL]. 2024-08-12. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1807176060402551773&wfr=spider&for=pc

[4][13]李飞飞解读创业方向“空间智能”，让AI真正理解世界，机器之心，[EB/OL]. 2024-05-17.https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_27399578.

[5] 空间到底是什么，为什么星球会浮在空间，为什么物质会存在于空间. [EB/OL]. 2020-01-08. https://www.sohu.com/a/365494839_120532677

[6] 对“物质告诉空间如何弯曲，空间告诉物质如何运动”循环论证的批判分析,天文理论的接班人, [EB/OL]. 2024-06-06 .https://zhuanlan.zhihu.com/p/702028811

[7] （美）帕拉格·康纳,超级版图：全球供应链、超级城市与新商业文明的崛起p48,[M]中信出版集团，2016-07

[8]超智融合为突破算力瓶颈提供有效路径. 2024-08-12.https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_28392260

[9] 林 致对《艺术理论的文化逻辑》的笔记(6) .2021-06-28. [EB/OL]. https://book.douban.com/people/66942984/annotation/30358137/

[10]人工智能综述：物理学与人工智能的跨界新范式. 2024-11-03 .https://www.163.com/dy/article/JG3U8MAL051193U6.html

[11]扎克伯格最新访谈实录：AR眼镜终将取代智能手机, [EB/OL]. 2024-09-27 https://finance.sina.com.cn/roll/2024-09-27/doc-incqqcqe5040335.shtml

[12] 一张人脸照片，Meta眼镜识别全部个人信息，两位哈佛开发者，机器之心Pro,[EB/OL]. 2024-10-04 https://baijiahao.baidu.com/s?id=1811947503485922254&wfr=spider&for=pc

[14][17] AI先驱李飞飞创业聚焦空间智能 要对整个世界建模. [EB/OL]. 2024-09-19.https://finance.sina.cn/2024-09-19/detail-incpstrn3655569.d.html.

[16] 美日联合研究团队开发出移动智能数字孪生系统用于混合自动驾驶.[EB/OL].2024-09-21. http://www.drciite.org/m/detail/43525.

邵春堡，中国国际经济技术合作促进会副理事长