具身智能机器人和移动通信技术研究报告
(2025版)
全国机器人标准化技术委员会
2025年 12月
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I
目录
引言 ............................................................................................................................. III
1 具身智能机器人的发展愿景与网络关系 ............................................................... 1
具身智能机器人产业愿景及市场空间 .............................................................1
具身智能机器人和移动通信网络的关系 .........................................................2
2 具身智能机器人政策体系与产业协同建议 ........................................................... 3
具身智能机器人、移动通信网络国家和行业政策 .........................................3
具身智能机器人和移动通信产业协同建议 .....................................................6
3 具身智能机器人智能化分级和演进路线 ............................................................... 7
具身智能机器人智能化分级 .............................................................................7
具身智能机器人核心能力演进 .....................................................................9
本体演进要素和方向 .................................................................................. 9
小脑演进要素和方向 ................................................................................ 10
大脑演进要素和方向 ................................................................................ 11
大小脑端云协同架构演进 ........................................................................ 14
4 具身智能机器人应用场景与移动通信网络需求 ................................................. 17
具身智能机器人应用场景分析 .......................................................................18
行业领域(ToB)应用场景 ..................................................................... 18
个人领域(ToC/ToH)应用场景 ............................................................. 20
具身智能机器人业务流特征分析 ...................................................................21
行业领域(ToB)业务特征 ..................................................................... 21
个人领域(ToC/ToH)业务特征 ............................................................. 23
具身智能机器人对移动网络的业务保障需求 ...............................................25
行业领域(ToB)网络保障需求 ............................................................. 25
个人领域(ToC/ToH)网络保障需求 ..................................................... 29
具身智能机器人对网络保障需求指标 .................................................... 32
具身智能机器人业务指标与网络需求 ...........................................................32
具身智能机器人业务指标 ........................................................................ 32
具身智能机器人网络需求 ........................................................................ 34
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II
5 具身智能机器人移动通信网络技术体系与关键技术 ......................................... 39
具身智能机器人通信网络关键技术 ...............................................................41
近期解决方案:5G-A基础连接能力 ...................................................... 42
中期解决方案:5G-A增强与优化(1~3年) ..................................... 46
长期解决方案:移动通信未来网络持续创新 ........................................ 49
具身智能机器人终端要求和技术 ...................................................................61
具身智能机器人终端关键指标 ................................................................ 61
具身智能机器人终端关键特性 ................................................................ 62
具身智能机器人网络安全技术 .......................................................................63
具身智能机器人主要面临的安全风险 .................................................... 63
具身智能机器人通信安全技术 ................................................................ 64
6 现有标准体系和标准建议 ..................................................................................... 66
7 总结与发展倡议 ..................................................................................................... 70
A1 缩略语 .................................................................................................................. 73
A2 投入报告写作相关组织与机构 .......................................................................... 74
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III
引言
人工智能技术正加速与实体经济深度融合,走向物理世界。在这
一进程中,具身智能机器人作为能与环境进行实时交互与操作的智能
实体,已成为推动新一轮产业变革的核心力量。其实现规模化、高级
智能应用的关键,在于与移动通信技术的深度协同。通过充分挖掘并
引入面向具身智能机器人的大上行带宽、超低时延、超高可靠等核心
增强特性,将推动网络向可重构、自适应的智能架构演进,为机器人
群体提供性能强大、稳定可靠且高度智能的连接服务。与此同时,智
能体通信技术的快速发展也将带来新的变化,未来的具身智能机器人
将不再是信息孤岛,而是能够通过高效的网络进行实时感知共享、任
务协商与协同。移动通信网络将成为承载这一群体智能的神经系统,
支撑具身智能机器人从单体智能迈向网络化群体智能协作的全新阶
段。
本报告旨在系统构建具身智能机器人与移动通信融合发展的整
体框架。首先阐述具身智能机器人的发展愿景及其与移动通信网络的
共生关系,分析相关的政策体系与产业协同建议,并综合业界信息给
出了具身智能机器人的智能化分级与技术演进路线。随后,深入探讨
两大技术领域深度融合的具体方向与关键技术,专项展望面向具身智
能机器人的移动通信网络核心能力发展,系统梳理现有标准体系并提
出标准化建议。最后,总结提出发展倡议,以期全面梳理融合现状与
挑战,剖析关键技术,描绘应用蓝图,研判未来趋势,为产学研各界
提供一个清晰的共通框架,促进跨领域深度合作,引导技术创新与标
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IV
准共建,共同推动具身智能机器人产业和移动通信网络的深度融合。
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1 具身智能机器人发展愿景与网络关系
具身智能机器人产业愿景及市场空间
具身智能机器人作为具身智能的核心载体,其产业愿景在于构建
一个智能、自主且与人类无缝协作的生态系统。这些机器人不仅仅是
工具,更是能够感知、决策和执行的“智能体”,适用于从工业制造
到家庭服务等多样化场景。
目前,具身智能机器人产业正处于爆发式增长期。根据中华人民
共和国国家互联网信息办公室发文,预计到 2025年,中国具身智能
市场规模将达 亿元,占全球约 27%。国务院发展研究中心发布
的《中国发展报告 2025》显示,当前中国具身智能产业发展处于起步
期,在具身智能大模型研发和产品制造方面具有较好基础,市场规模
有望在 2030年达到 4000亿元、在 2035年突破万亿元,并将引领带
动交通物流、工业制造、商业服务等多个应用领域新质生产力进一步
跃升。这一增长得益于 AI算法的成熟、传感器成本的下降以及应用
需求的激增,特别是人形机器人市场,其潜在规模到 2050年或将达
到数万亿美元级别,涵盖供应链、维护和服务等领域。宽泛而言,这
一市场空间不仅限于硬件制造,还延伸至软件生态、数据服务和标准
化规范,预计将催生万亿美元级的经济价值链条,为全球经济增长注
入新动能。然而,这一愿景的实现面临技术瓶颈,如计算资源分配、
网络连接的稳定性和智能体通信协同,需要通过产业协作来克服。展
望未来,具身智能机器人将通过持续的技术迭代创新,实现从基本感
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知与执行到完全自主通用智能的能力跃升,推动产业向智能化、商业
化、可持续发展的方向转型,并将引领带动交通物流、工业制造、商
业服务等多个应用领域新质生产力进一步跃升。
具身智能机器人和移动通信网络的关系
具身智能机器人天然具备移动属性,这意味着它们需要在动态环
境中自由导航和操作,而非固定位置的静态系统。这种移动性要求机
器人具备实时环境感知和适应能力,同时移动性也带来了机器人间信
息交互和协作,从而对通信网络提出更高的诉求。
具身智能机器人的演进可类比为生物体的“大脑-小脑”结构:
本地“小脑”负责即时感知和执行,云端“大脑”处理复杂决策,而移动
通信网络则充当中枢神经系统,连接并协调这些组件实现指令下达和
反馈接收。通过移动通信网络,机器人能够实现端网云协同,确保数
据的高效传输和计算卸载。
具身智能机器人与传统手机业务相比网络需求存在显著差异。手
机服务主要面向个人用户,强调点对点通信和娱乐消费,而具身智能
机器人涉及高并发场景、高可靠要求和高时长持续操作。这些特性导
致具身智能机器人网络需处理海量数据流、确保零故障容忍,并支持
群体智能,如智能体动态组网、消息路由分发和多模态实时通信。同
时进一步放大对专网和广域网的需求,包括人机通信用于与人更好的
协同、智能体与机器人协作用于新协作场景、机器人自组网用于小规
模协作,以及广域通信用于大规模部署。总体而言,这些差异凸显了
具身智能机器人对移动通信网络的独特诉求:不仅仅是连接,更是赋
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能突破单机能力边界,实现人机/机机通信、全域感知、语义高效传输
和群体智能协作的平台。
移动通信网络可以提供“无处不在的连接”,支持 Anywhere、
Anytime的操作模式,包括大带宽上行用于上传高分辨率传感器数据,
以及低时延决策以应对不确定性环境。具身智能机器人与移动通信技
术的融合至关重要,它不仅能解决当前机器人面临的网络挑战,还将
加速产业生态构建,促进从 ToB(如智能制造)到 ToC(如家庭服务)
的应用落地,最终支撑国家战略性新兴产业的可持续发展。本研究报
告将从具身智能机器人业务出发,结合具体场景和业务需求,给出具
身智能机器人通信网络的技术方向。同时,报告将探讨标准和规范的
推进方向,旨在通过国内和国际标准的制定,推动产业规范化落地,
提供从政策响应到技术展望的全面框架。
2 具身智能机器人政策体系与产业协同建议
在明确了具身智能机器人的发展愿景、市场前景及其与移动通信
网络的共生关系后,为实现这一产业蓝图,需要从顶层设计、政策引
导及产业生态等多方面协同推进。本章将聚焦于政策体系构建与跨产
业协作路径,提出具体建议,以营造良好的创新环境,加速技术成熟
与应用落地。
具身智能机器人、移动通信网络国家和行业政策
当前,全球科技产业正迎来以具身智能机器人为代表的新一轮技
术革命与产业变革。具身智能机器人通过赋予机器物理实体与环境交
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互能力,打破了传统人工智能“纯算法”的局限,成为推动智能制造、
智慧医疗、智能物流等领域转型升级的关键力量。移动通信网络作为
具身智能机器人高效运行的“神经中枢”,是保障具身智能在复杂场
景下精准响应、协同作业的核心支撑,直接决定了具身智能机器人终
端与云端、终端与终端之间数据交互的效率。
《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的
建议》明确将具身智能列入前瞻布局的未来产业,定位为“新的经济
增长点”,并提出全面实施“人工智能+”行动,推动其与千行百业深度
融合。国家及地方层面高度重视具身智能机器人与移动通信产业的融
合发展,出台了一系列政策文件(见表 1所示),从战略规划、技术
攻关、场景应用、生态构建等多维度提供系统性支持。
表 1 具身智能机器人与移动通信产业相关政策
时间 政策 内容
2021年 11月
《“十四五”信息通信行业发展
规划》
加强产业链协同创新,引导多类企业协同开展
关键技术攻关等,共建产业生态;丰富 5G相
关产品种类,加快智能产品推广;支持传统线
下文化等业态向线上拓展,开展 5G+广播电视
试点示范,推进相关产业链发展
2021年 12月
《“十四五”智能制造发展规
划》
完善信息基础设施,加快工业互联网等新型网
络基础设施规模化部署;鼓励企业开展内外网
升级改造,加强算力基础设施建设,支撑人工
智能等新技术应用
2022年 7月
《关于加快场景创新以人工智
能高水平应用促进经济高质量
发展的指导意见》
在制造、物流、医疗等领域优先探索不同的智
能场景,如工业大脑、机器人分流分拣、医疗
影像智能辅助诊断等
2023年 1月
《“机器人+”应用行动实施方
案》
以产品创新和场景推广为着力点,分类施策拓
展机器人应用深度和广度,培育机器人发展和
应用生态,增强自主品牌机器人市场竞争力
2023年 2月
《数字中国建设整体布局规
划》
夯实数字中国建设基础,打通数字基础设施大
动脉,系统优化算力基础设施布局,整体提升
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时间 政策 内容
应用基础设施水平,加强传统基础设施数字
化、智能化改造
2023年 10月
《人形机器人创新发展指导意
见》
面向高实时协调运动控制等需求,研发专用芯
片和智能芯片,提升人形机器人协调控制能
力;到 2025年,人形机器人创新体系初步建
立,整机产品达到国际先进水平,并实现批量
生产;到 2027年技术创新能力显著提升,构建
具有国际竞争力的产业生态,综合实力达到世
界先进水平
2024年 1月
《关于加快应急机器人发展的
指导意见》
重点聚焦“断路、断网、断电”等极端条件下
应急指挥通信保障及灾情侦察需求,依托无人
机等加强新型应急通信保障平台研制,研制基
于无人机的自主部署通信基站,研制基于临近
空间太阳能无人机、飞艇等航空器的应急指挥
通信平台等,提升极端条件下应急指挥通信网
络构建、灾情侦察等能力,打通应急指挥通信
“最后一公里”
2024年 7月
《北京市推动“人工智能+”行动
计划(2024—2025年)》
整合创新资源,结合真实场景需求,推出融合
具身智能的机器人,以应用牵引具身智能迭代
演进;搭建具身智能应用试验场,规范训练数
据采集标准,建设高质量数据库
2024年 8月
《工业和信息化部办公厅关于
推进移动物联网“万物智联”发
展的通知》
提升网络智联能力,加快探索人工智能技术在
移动物联网络的应用部署,加强面向城市智联
等场景适配,更好满足业务需求
2024年 8月
《工业和信息化部等十一部门
关于推动新型信息基础设施协
调发展有关事项的通知》
推进多种网络端到端协同升级,深入开展“双千
兆”网络建设,持续建设移动物联网体系,协同
推进卫星通信系统与地面网络等融合组网,深
入推进 IPv6规模部署和应用
2024年 9月
《青岛市人形机器人产业发展
行动计划(2024—2027年)》
统筹算力设施建设,科学布局智能算力中心,
引导人形机器人企业向“5G+边缘计算+分布算
力”算力网络转型,强化智能算力模组研发应用
2024年 12月
《重庆市支持具身智能机器人
产业创新发展若干政策措施》
引导智能机器人企业向“5G网络+边缘计算+
分布算力”算力网络转型
2025年 2月
《北京具身智能科技创新与产
业培育行动计划(2025—2027
年)》
开展国产具身智能芯片等与具身大小脑模型等
的系统适配,构建全栈国产化软硬件生态;以
打造具有国际影响力的具身智能科技创新策源
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时间 政策 内容
地和产业发展增长极为主线,立足优势,加强
统筹,创新机制
2025年 3月 《2025年政府工作报告》
建立未来产业投入增长机制,培育生物制造、
量子科技、具身智能、6G等未来产业
2025年 8月
《关于深入实施“人工智能+”行
动的意见》
支持智能化研发工具和平台推广应用,加强人
工智能与生物制造、量子科技、第六代移动通
信(6G)等领域技术协同创新,以新的科研成
果支撑场景应用落地,以新的应用需求牵引科
技创新突破。
2025年 10月
《中共中央关于制定国民经济
和社会发展第十五个五年规划
的建议》
前瞻布局未来产业,探索多元技术路线、典型
应用场景、可行商业模式、市场监管规则,推
动量子科技、生物制造、氢能和核聚变能、脑
机接口、具身智能、第六代移动通信等成为新
的经济增长点
具身智能机器人和移动通信产业协同建议
1)强化政策引导,构建“网络—算力—场景”协同支撑体系
将“具身智能机器人+移动通信”融合发展纳入国家人工智能、信
息通信业发展战略规划,重点从三方面强化支撑保障:一是推进网络
底座升级,统筹开展 5G-A、万兆光网试点部署,加快全国一体化算
力网络建设,针对智家服务、工业巡检、养老服务、物流分拣等具身
智能机器人高频应用场景,优先保障端到端低时延、高可靠性的通信
服务能力;二是加强场景示范牵引,支持行业龙头企业联合电信运营
商、人工智能厂商,打造“具身智能机器人+移动通信”标杆项目(如
工厂智能协作机器人、社区陪伴机器人、家庭服务机器人应用项目),
通过设立财政补贴、布局专项课题等方式,引导技术成果落地应用;
三是健全生态协同机制,搭建中央与地方联动的产业创新平台,推动
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芯片、设备、算法、网络等产业链上下游主体开展协同攻关,着力破
解数据孤岛与技术碎片化问题。
2)深化创新协同,强化“技术—应用”迭代
支持高校、科研机构与产业界建立协同创新机制,联合开展关键
技术攻关,重点突破具身智能机器人终端轻量化通信模块等核心技术
瓶颈;鼓励电信运营商开放网络能力接口,助力具身智能机器人企业
提升网络应用能力,探索构建“以网强智、以智促网”的闭环发展生态;
依托相关专项政策与项目资源,推动具身智能与移动通信融合应用向
偏远地区延伸,提升技术应用的普惠性。
3 具身智能机器人智能化分级和演进路线
在构建了支撑产业发展的政策框架与协同机制后,为引导技术有
序迭代与产品成熟,需进一步明确其具身智能机器人的发展阶梯与长
期路径。本章将从智能化水平出发,系统阐述具身智能机器人的分级
体系,及其核心能力演进。
具身智能机器人智能化分级
2025年,中国政府工作报告首次将具身智能机器人纳入未来产
业培育计划,标志着其成为推动新质生产力发展的核心赛道。全球具
身智能机器人正逐步从实验室走向场景落地,然而商用化进展仍低于
预期,效率、成本、场景适配三大方面均让商用化面临各方面挑战。
当前具身智能机器人的发展正处于 L2 阶段,并向 L3 级别迈进,其
智能化分级见表 2所示。
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表 2 具身智能机器人智能化分级(综合业界信息)
分
级
感知
认知
能力
决策
学习
能力
执行
表现
能力
协作
交互
能力
商业
化前
景
详解
L1
级
基本
传感
器输
入
预编
程固
定任
务
简单
重复
动作
无协
作能
力
已大
规模
应用
机器人能够执行预编程的固定任务,在高度
结构化的环境中完成简单动作。感知能力局
限于基本传感器输入,决策能力几乎为零,
执行动作需要人工全程干预或预设指令。这
一级别的机器人常见于传统工业流水线,完
成如单一物品搬运或基础装配工作。
L2
级
有限
环境
感知
受控
环境
中适
应
处理
轻微
变化
基本
人机
接口
特定
场景
应用
机器人具备有限的环境感知和适应能力,能
够在受控环境中处理轻微变化。当前具身智
能的发展正处于 L2阶段,机器人可以在特
定约束条件下完成多项任务,但仍需定期人
工干预。例如物流仓储中的 AGV小车能够
自主导航但运行区域受限。
L3
级
多模
态感
知整
合
动态
环境
决策
精细
操作
任务
安全
自然
交互
2025
—
2027
年落
地
机器人具备动态环境中的自主决策能力,能
够处理非预期情况并完成复杂任务。L3级
别的机器人将增加电子皮肤和触觉模态,能
够完成精细操作任务,标志着从专业机器人
向通用机器人的转变。此级别机器人能够学
习人类演示的动作并泛化到类似场景,开始
具备一定的常识推理能力。
L4
级
深度
环境
理解
长期
自主
规划
复杂
动作
序列
多智
能体
协作
2028
—
2030
年试
点
机器人能够在复杂多变的环境中实现长期自
主运行,具备多模态感知和深度推理能力。
通过大模型、强化学习和模仿学习等技术,
机器人能够理解抽象指令并拆解为具体动作
序列。此级别机器人仅在异常情况下需要人
类干预,能够与人类和其他机器人进行高效
协作。
L5
级
全环
境感
知
通用
人工
智能
人类
水平
执行
无缝
社会
交互
2030
年后
远景
机器人达到通用人工智能水平,具备人类水
平的认知和行动能力,能够应对未知环境并
解决前所未见的问题。机器人在感知认知、
决策学习、执行表现和协作交互四个方面全
面超越人类特定领域能力,实现真正的“具
身智能”。此级别机器人尚未实现,是领域
发展的远期目标。
具身智能机器人分级体系不仅为技术研发提供了明确的演进路
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径,也成为企业评估产品成熟度与市场定位的重要参考标准。从发展
现状看,全球具身智能机器人市场正处于有限环境感知向多模态感知
整合跃迁的关键期。
具身智能机器人核心能力演进
据 IDC 数据显示,2023 年全球服务机器人出货量突破 亿
台,其中搭载 AI 视觉算法的机器人占比达 68%,但具备多模态交互
能力的产品不足 15%。技术瓶颈主要集中在能耗比优化、长时自主决
策稳定性及复杂场景泛化能力。不过,OpenAI 的人形机器人 O1、
DeepMind 的 RT-2 等项目已展示出通过大语言模型 + 视觉
Transformer 架构突破技术壁垒的潜力,推动产业向通用智能级加速
演进。具身演进关键技术将围绕本体、大脑、小脑、数据等核心软硬
件开展。
本体演进要素和方向
机器人本体核心由智能类脑、灵巧手、机械臂、一体化关节、轻
量化骨骼架、高强度外壳、机械双足以及核心零部件组成,再由大、
小脑系统协调电机、液压、结构、感知等多模块实现稳定、灵巧、拟
人的运动。当前行业主要聚焦 3个维度:
1)高精度操作。机器人肢体复杂度高,大量电机集成导致控制
难度大,操作精细度差,需要准确的力觉信息感应以及力觉控制以提
升机器人的运动精度、反应速度、平衡控制。
动态平衡与灵巧操作是具身智能机器人在复杂环境中稳定运动
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和完成精细任务的核心能力。融合惯性导航、力矩控制与强化学习算
法,机器人能够实时感知自身的运动状态和周围环境的变化,并通过
调整自身的姿态和运动参数,保持在复杂地形上的运动稳定性。同时,
通过对机械臂和关节的精确控制,机器人可以实现各种灵巧的操作,
如抓取、装配、搬运等。
2)本体轻量化。机器人体重大操作难度大,耗能大,需要轻量
化可大幅提高运动的机动性和工作效率,进而改善操作速度和动作准
确度,同时减轻运动惯性,提高安全性。
轻量化驱动与能源管理对于具身智能机器人的续航能力和负载
能力提升至关重要。采用高功率密度电机(如空心杯电机)、摆线减
速器等核心部件,能够在减小机器人体积和重量的同时,提高其动力
输出和运动效率。能量回收技术的应用则可以将机器人在运动过程中
产生的能量进行回收和再利用,有效提升续航能力。
3)高质量数据。机器人训练需要大量机器人在真实世界中与环
境交互的数据集,但现实中的机器人保有量太少,可用于收集训练数
据的机器人也较少,且厂商倾向于保护自有数据,造成了数据壁垒。
在全国机器人厂商的共同推进下,预计 25年开始机器人将逐步
上量。人形机器人本体硬件产业供应链将趋向智能手机发展,达到生
态成熟、规模量产且成本可控的状态。
小脑演进要素和方向
机器人小脑核心技术为全身运动控制系统,负责实时协调机器人
运动过程中的关节运动和动态平衡;机器人小脑的发展趋势主要为全
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身运动控制能力泛化、边缘算力轻量化、高安全性及鲁棒性。
1)运控算法。运控算法在平坦路面已实现稳定,但在复杂地形
(如斜坡、碎石)需依赖惯性导航动态补偿,能耗大大增加。
2)实时性。人形机器人需独立控制多个关节,配合视觉 SLAM
和力觉反馈,需要能够支撑动作快速闭环的高效算力,及低时延通信。
3)训练数据。人形机器人小脑训练依赖海量真实环境数据,目
前缺乏真实数据,影响泛化能力提升。
4)控制精度。传感器灵敏度不足,如六维力传感器在强电磁场
中易受干扰,激光雷达在镜面地面易失效等,影响小脑的控制精度。
小脑演进,从传统基于简化模型的位控准静态运动,转为全动力
学模型高动态运动方向发展,最终实现拟人化柔顺运动性能。
大脑演进要素和方向
大模型主要采用 Transformer架构,以预训练+微调的形式有效摆
脱对基于场景数据训练的依赖,解决了长距离信息关联的问题,其在
人形机器人上的应用,大幅提升了机器人的环境感知、人机交互、上
层规划的能力,其在感知、决策、运控方面的智能、自主进一步提高。
当前主要演进要素:
1)数据。大脑训练需要海量高质量的数据,目前缺乏数据成为
大脑能力突破的重要壁垒。
大模型的 Scaling Law已在通用文本处理与生成、自动驾驶等领
域得到论证,机器人领域的智能涌现需要结合文本、图片、视频、力
觉、传感器等多类不同模态的高质量数据,而当前真机采集数据获取
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成本高达 40-100元/单条,采集效率、数据质量等都存在诸多挑战。
具身智能机器人需要对物理世界有更准确的理解,包括对形状、
物理属性的感知,对结构关系,动态规律等的推理,还需要考虑符合
物理规模的交互方式。未来具身智能需要的数据流将是自动驾驶的 10
倍以上。
2)多模态感知和融合。从复杂与不确定性的环境中获取对任务
有用的数据困难,以及将数据进行精准融合面临挑战。
多模态融合感知技术是具身智能机器人实现精准环境认知的关
键。通过集成视觉、力觉、听觉等多种类型的传感器,机器人能够从
多个维度获取环境信息,然后借助深度学习算法对这些信息进行融合
处理,从而实现对环境的全面理解。以 3D 摄像头和深度相机为代表
的视觉传感器,能够为机器人提供周围环境的图像信息,使其能够识
别物体的形状、颜色、位置等特征;力觉传感器则通过触觉反馈,让
机器人感知与物体接触时的力度和压力,从而实现更加精细的操作;
麦克风阵列作为听觉传感器,能够使机器人接收声音信号,实现语音
识别、声源定位等功能。
3)认知和决策。大脑缺乏人类般的抽象思维、常识推理和应对
未知的能力,需提升高层任务规划的分解与推理以及对不确定性和异
常的处理能力。
自然交互与任务拆解能力是具身智能机器人与人类进行高效沟
通并完成复杂任务的重要保障。依托大语言模型(LLM)与多模态大
模型(如 VLA 模型),机器人能够对自然语言指令进行准确解析,
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理解人类的意图,并将复杂任务分解为一系列可执行的子任务,然后
通过合理的规划和控制,完成任务的执行。
具身智能机器人的交互体验与端到端推理时延直接相关 ——
从传感器感知环境变化(如用户发出语音指令、物体位置移动),到
“大脑” 解析数据、生成指令,再到 “小脑” 执行动作,全链路时延需
满足最小 SLA。如与人交互的内容需要匹配人类认知与反应习惯、涉
及环境快速变化的交互场景(如抓取快速移动的物品,柔性物体交互
等)则可能需要比人的反应时延更严苛的时延需求,否则可能导致交
互卡顿、操作失误。基于 8000千万+次数据统计,人类反应时延 90
百分位约为 300ms,人类反应时延统计见图 1所示。
人类反应时延中位数
<1%人类
反应时延 >90%人类反应
时延
图1人类反应时延统计
4)算力。大脑对算力需求巨大,尤其要在极端苛刻的功耗、体
积、延迟和成本约束下,提供持续、稳定且高效的算力。
典型 7B 参数的 VLM 模型单次推理需 100TOPS 以上算力,而
当前典型机器人本地芯片的峰值算力约为 200TOPS,若同时运行多
模态感知、运动控制任务,易出现算力不足。大规格算力还会导致近
百瓦的功耗,严重影响具身智能机器人的续航需求,且对散热也是巨
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大挑战。综合因素考虑,未来需要合适的算力能力和模型能力,支撑
具身智能机器人的健康发展。
大小脑端云协同架构演进
具身智能机器人已取得飞速发展,正逐步进入日常生活。但具身
智能机器人单体数据、算法与算力的确定性,难以应对场景、环境、
任务的不确定性,具身智能机器人鲁棒性不足是制约规模发展的重要
制约因素。类比自然人从裤兜里掏钥匙操作,人可以在不经意间完成,
并未进行姿态算法、钥匙位置精确感知,机器人则需要大脑进行精确
测量计算,包括力度、角度、三维坐标、姿态等。缺少鲁棒性,当钥
匙晃动时,需要重新规划计算。当前受限于任务的复杂度、本体算力
限制、大量数据存储限制、功耗的限制、海量知识资源获取等,很多
复杂任务端到端完成需要利用边端、网端或者云端资源协同完成。
另外,人形机器人的发展可能从高级单体智能阶段发展到高级群
体智能阶段,从主动思考、理解世界、通过自身的多模交互规划和完
成特定的任务,向机机协同、群体协同,完成开放环境的多任务能力
演进。在这个发展的过程当中,由于人形机器人的环境复杂度高,任
务复杂度高,多模态交互需求大等因素与本体体积小、本体可安装算
力小、本体电池容量小之间的矛盾。人形机器人智能部署架构有可能
是端云协同和端边网云协同将在较长一段时间共存,在未来随着算力
和电池等技术的发展可能会再次走向超级单体智能。
当前业界端-云协同决策架构成为具身智能机器人实现高效智能
决策的重要支撑。在这种架构下,端侧负责实时感知与本地化推理,
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能够快速处理传感器采集到的大量数据,并根据本地模型进行初步的
决策和判断,响应时间小于 50ms,确保机器人对环境变化做出及时
反应;云端则承担大规模模型训练与全局优化的任务,利用强大的计
算资源和海量的数据,不断优化模型的性能和准确性,为端提供更强
大的决策支持。
典型的端-云架构有两种,分别为强云弱端架构与强端弱云架构,
示例图如图 2所示。强云弱端协同对网络依赖太大,复杂实时性任务
以及多机协同任务存在时延上的挑战。强端弱云协同,大小脑均在端
侧,本体成本/体积/功耗均存在较大挑战,复杂任务能力受限。
图2两种端-云架构示例
从中期来看,未来网络会发展到“云边端协同”的阶段,通过开
放移动通信网络无线接入网(RAN)侧边缘算力和存储,实现毫秒级
极致时延与超高可靠性,解决本体算力不足,满足工业场景的高可靠
性和精细化控制要求。区别于“端-云”两层架构,最具革命性的演进
在于引入“边”。本阶段,运营商将重点推动开放无线接入网与移动
边缘计算深度融合。通过在基站侧(或靠近基站的机房)部署开放化
的边缘算力节点,将云端 AI能力部分下沉至网络边缘。这使得数据
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无需绕行至遥远的中心云,即可在本地完成处理与闭环,从而实现了
毫秒级的极致时延和三个 9以上超高可靠性。
此时,网络架构演变为“云-边-端”协同:“端”侧负责感知和执
行,“边”侧负责实时推理和敏捷控制,“云”侧负责海量数据存储、
模型训练和非实时宏观决策。这种架构为人形机器人提供了全新的架
构模式。通信与算力基础设施深度融合,从集中式云计算走向云-边
-端协同的算力分层架构,满足局域场景下毫秒级极致性能要求。端
-边-云架构示例如图 3所示。
图3端-边-云架构示例
未来既需要定义端、边、云分层的垂直通信标准框架,兼容 5G-
A及未来网络标准演进,增加确定性网络的相关定义(低时延、上行
大带宽、高可靠性等),还需要定义机器人和机器人之间的横联网络
架构标准。
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如上文所述,除了单体具身智能机器人在端云协同对于通信的需
求外,未来具身智能机器人将由单体工作模式向群体智能通信协作模
式演进,智能体间广域互联互通的需求持续增强。同时,为更高效地
服务人类,人与智能体的交互需求日益凸显。借助移动通信网络广域
互联互通及高安全可信能力,具身智能机器人将具备移动通信网络接
入能力,以实现人与具身智能机器人、具身智能机器人与其他智能体
的高效通信与协同。
移动通信技术也在持续迭代升级,5G-A及未来网络为具身智能
系统提供了低时延、高可靠、广连接的网络支撑。这种网络支撑使得
“云-网-边-端” 协同架构得以深化落地,一方面各种具身智能机器人
可以通过高速网络与云端进行实时数据交互,获取更强大的计算能力
和更丰富的知识资源,从而实现更加复杂的任务。另一方面,一些低
时延、高可靠性要求的任务,可以在边端获得算力支撑,这些“云-网
-边-端”垂直协同以及具身智能机器人与其他智能体的横联网络协同
都需要移动通信网络做出针对性的演进。
第四章和第五章将聚焦具身智能机器人场景、业务流特征,以及
如何与移动通信技术的融合,深入剖析业务需求、关键技术以及未来
发展方向,旨在为技术研发与商业化落地提供有价值的参考。
4 具身智能机器人应用场景与移动通信网络需求
在明确了具身智能机器人的智能化分级与核心能力演进路径后,
其最终价值需通过具体应用场景的实现来分析和检验。本章将结合典
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型应用,系统分析不同场景下机器人的业务特征及其对移动通信网络
的差异化需求,从而推动网络能力与机器人产业发展更精准地对接与
适配。
具身智能机器人应用场景分析
具身智能机器人(涵盖双足、四足及轮式形态)凭借其自主感知、
决策与执行能力,已在行业(ToB)和个人(ToC/ToH)领域形成多元
化应用场景。
行业领域(ToB)应用场景
1)智能制造场景:
在大型装备制造(如大飞机部段装配、汽车精密加工)、电子元
件分拣等场景中,双足机器人负责高精度装配(如螺栓拧紧、部件对
接),四足机器人承担车间巡检与设备状态监测,轮式移动机器人
(AMR)完成物料跨区域搬运与工序衔接。例如海信集团智能制造工
厂中,轮式机器人配合机械臂实现零部件自动分拣与产线补给,双足
机器人在复杂工装区域完成人工难以触及的精密焊接辅助操作;智元
机器人的搬运分拣机器人在华为南方工厂中,通过多机协同实现生产
线物料的动态调度与精准配送。
2)公共安全与应急救援场景:
治安巡逻场景中,轮式机器人搭载高清摄像头、红外传感器在幼
儿园门口、车站广场等区域自主巡逻,实现可疑人员识别、异常行为
检测与实时音视频回传;抢险救灾场景中,四足机器人(如云深处机
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器狗)可进入地震废墟、火灾现场等高危区域,通过激光雷达构建三
维环境地图,同步传输生命体征探测数据;鼎桥研发的巡逻机器人还
具备破门前危险排查、近距离催泪喷射器发射等功能,辅助民警执行
高危任务。例如在城市广场夜间巡逻中,机器人可自动规避行人与障
碍物,发现翻越护栏等违规行为时,实时联动指挥中心并进行广播预
警。在应急指挥或大型公共安保现场,不同类型的四足机器人根据其
专用能力可以组成一个高效协同的群组,实时通信、共享环境信息与
任务状态,并自主进行任务协商与分工。
3)能源电力巡检场景:
在变电站、高压输电线路、风电场等场景中,四足机器人(如宇
树四足机器人)攀爬输电塔架检测绝缘子破损、导线腐蚀情况,轮式
机器人沿变电站巡检路线采集设备温度、电压电流数据,双足机器人
在复杂电缆沟区域完成线路接头检测与故障定位。例如在偏远地区风
电场,四足机器人可抵御强风、低温环境,通过多光谱相机识别风机
叶片裂纹,将数据实时回传至电力调度中心,替代人工登塔巡检,降
低高空作业风险。
4)石化等高危生产作业场景:
在炼油、化工、核电站、冶炼、矿山等场景,以及高压、易燃、
易爆等高风险区域作业中,双足机器人搭载防爆机械臂执行阀门调节、
管道封堵与设备检修,轮式机器人集成或携带气体传感器实现有毒有
害气体浓度实时监测与泄漏点定位。例如某石化企业的炼油装置区,
双足机器人通过远程操控完成法兰密封垫更换,避免人工进入高浓度
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油气环境;某研发机构正设计研发石化装置远程巡检机器人,使作业
人员在控制室即可完成装置区阀门操作、工艺介质取样与故障排查,
显著降低作业人员暴露在高危环境中的时间和频次。
5)展馆与商业服务场景:
在博物馆、科技馆、大型商场中,双足机器人作为 “智能讲解
员”,通过自然语言交互为游客介绍展品信息,支持语音问答与路线
引导;轮式机器人搭载货舱在商场内为消费者提供商品配送服务,四
足机器人则承担场馆内环境清洁与人流疏导辅助工作。例如数字华夏
研发的展馆代言机器人,在科技馆中可结合 AR 技术,动态演示科
学原理并与游客进行互动实验操作。
6)具身智能训练场景:
为满足真实数据采集、模拟仿真等业务需求,北京人形机器人创
新中心等国地中心和各大厂商建设了大型训练场馆,完成具身智能应
用的模型训练任务。一般地,训练任务可分为四类:1)Cloud-Robot
分布式训练:采集感知数据,实时上传远端算力集群;2)Robot-Robot
协同训练:多个机器人协同任务训练,共享各自的环境感知信息、位
置和意图;3)Robot-Human交互训练:操作员通过 VR/AR设备远程
临场操作机器人;4)大规模仿真与数字孪生:在云端运行数千个并
行的物理仿真环境,即数字孪生,训练和验证 AI模型。
个人领域(ToC/ToH)应用场景
1)家庭服务场景:
双足机器人可协助老人起床、取放物品(如从高处书架拿取书籍),
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四足机器人承担家庭安防巡逻(如夜间检测门窗异常开启)与宠物陪
伴,轮式机器人则负责地面清洁、食材采购配送与家居设备控制(如
联动空调、灯光)。例如中移杭研研发的家庭服务机器人,用户通过
语音指令 “取客厅桌上的蓝色水杯”,机器人可自主避开沙发、地毯
等障碍物,完成抓取与交付;在运营商网络个人智能助理的协同下,
管家机器人协同扫地机器人完成家庭清洁,清洁完成后录制家庭环境
视频发送给远端用户,家里老人摔倒,管家机器人快速拨打应急电话。
2)个人移动与辅助场景:
在家庭或社区中,轮式助老机器人为行动不便老人提供代步服务,
同时具备健康数据采集(如心率、血压监测)与紧急呼叫功能;双足
陪伴机器人可与儿童进行互动游戏、知识教学,通过表情识别感知儿
童情绪并调整交互方式。例如某品牌轮式助老机器人,支持语音控制
导航至社区药店,途中自动规避台阶与障碍物,同步将老人位置信息
共享给家属。
3)休闲与服务场景:
在露营、野餐等户外场景中,四足机器人可携带露营装备、食材,
轮式机器人作为移动电源与冷藏箱,双足机器人协助搭建帐篷与户外
照明布置。例如移动研究院设想的智能配送场景中,用户露营时通过
管家机器人下单披萨,机器狗与外卖平台无人机协同确定取餐地点,
完成数字身份验证后接收外卖,解决露营地无人机禁飞问题。
具身智能机器人业务流特征分析
行业领域(ToB)业务特征
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1)智能制造场景
(1)工作模式:采用 “云 – 网 - 边 - 端” 协同模式,机器
人端(本地)负责实时环境感知(如视觉识别零部件位置、激光雷达
检测障碍物)与动作执行(如机械臂抓取、路径跟随),边缘端(车间
边缘服务器)处理低时延任务(如多机协同调度、动态路径规划),
云端负责全局生产计划优化、模型训练与系统升级。网端负责机器人
连接和机器人协作。
(2)业务流类型:
①控制流:云端 / 边缘端向机器人下发装配参数、搬运路径等控
制指令,如 “螺栓拧紧扭矩 15N・m”、“从 A 区搬运 10 个零件至
B 区”;
②数据流:机器人上传传感器数据(如高清图像、力反馈数据、
设备状态参数),如零部件位置坐标、机械臂运行温度、产线物料库
存数据;
③协同流:多机器人间通过网络共享任务状态与环境信息,如轮
式机器人向双足机器人发送 “B 区物料已到位,可开始装配” 的协
同信号。
2)公共安全与应急救援场景
(1)工作模式:以 “端 - 边 – 网 - 指挥中心” 协同为主,
机器人端自主完成巡逻路线规划、环境感知与初步异常识别,边缘端
(现场临时基站)实现数据本地缓存与低时延转发,网端负责机器人
接入和机器人协作,指挥中心负责全局任务调度、异常事件决策与指
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令下发。
(2)业务流类型:
①感知流:机器人上传音视频数据(如 4K 实时视频、红外热成
像画面)、环境监测数据(如可疑人员位置、气体浓度);
②控制流:指挥中心向机器人下发巡逻路线调整、重点区域排查、
广播指令(如“前往车站东入口加强巡逻”、“播放防诈骗宣传语音”);
网络负责为哪些共同完成任务的机器人建立群组和通信协作。
③应急流:紧急情况下的指令交互,如 “停止前进,检测到前
方火源”、“启动催泪喷射器”,同步回传处置现场画面。
3)能源电力巡检场景
(1)工作模式:“端 - 云” 协同结合本地自主决策,机器人端
具备离线巡检能力(如预设路线巡检、本地故障初步判断),云端负
责数据存储、故障深度分析与巡检任务优化。
(2)业务流类型:
①监测流:机器人上传设备状态数据(如绝缘子表面图像、导线
温度、风机振动频率)、环境数据(如风速、降雨量);
②控制流:云端向机器人下发巡检路线更新、重点设备复测指令
(如 “对 3 号输电塔绝缘子进行二次拍摄”);
③故障流:机器人发现故障后,上传故障位置、类型与严重程度
数据,接收云端故障处置指导(如 “标记故障点,等待维修人员到
达”)。
个人领域(ToC/ToH)业务特征
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1)家庭服务场景
(1)工作模式:“端 -网- 云” 轻量协同,机器人端负责基础感
知(如视觉识别物体、语音采集)与简单执行(如抓取、移动),网端
负责机器人接入与机器人协同,网端或云端处理复杂任务(如自然语
言理解、多模态大模型推理、场景地图构建)。
(2)业务流类型:
①交互流:用户与机器人的语音交互数据(如 “取蓝色水杯”、
“打开空调”)、视频交互数据(如远端用户与家人的双向高清视频通
话);
②控制流:云端向机器人下发任务指令(如 “规划从客厅到厨
房的路线”、“调整机械臂抓取角度”);网端负责人与机器人、机器人
与机器人之间的通信及协同;
③状态流:机器人上传设备状态(如电量、传感器故障)、家庭
环境状态(如门窗开关状态、燃气浓度)。
2)休闲与服务场景
(1)工作模式:“多机器人协同 + 云端/网端辅助”,本地机器人
间通过直连通信(如 5G Sidelink)或智能体通信网络实现任务协作,
云端提供位置服务、订单管理,网端提供跨网跨域通信支持。
(2)业务流类型:
①协作流:机器狗与无人机的交互数据(如 “取餐地点定位在
北纬 30°15′,东经 120°30′”、“预计 10 分钟后到达”);
②订单流:管家机器人与外卖平台的订单数据交互(如订单编号、
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商品类型、取餐人数字身份);
③状态流:机器人上传位置、电量、任务进度数据(如 “机器狗
剩余电量 50%,距离取餐点 1km”)。
具身智能机器人对移动网络的业务保障需求
基于上述场景的业务特征,可从业务流提取出三个业务 QoE关
键指标:感知能力、交互能力、执行能力,并可以继续向下分解为 KQI
指标,基于 KQI指标可以推导出网络的保障需求包括带宽、时延、可
靠性及其他保障需求。
比如在智能制造场景中,控制流的 KQI指标中的数据码率较低,
但执行响应和业务包可靠性要求高,因此与数据流相比,带宽需求低,
时延和可靠性要求高。本节将列举在不同行业领域和个人领域的网络
保障需求指标,而具体业务指标与网络需求的计算过程将在后续
节展开阐述。
行业领域(ToB)网络保障需求
1)智能制造场景
(1)带宽需求
①上行带宽:机器人需传输高清图像(如 4K 工业相机数据)、
激光雷达点云数据(单台机器人每秒产生数 Gbps 数据)、力觉反馈
数据,三维测量场景上行带宽需≥400Mbps,加工装配场景需≥10Mbps;
②下行带宽:云端 / 边缘端下发控制指令、模型参数更新数据,
带宽需求相对较低,一般≥10Mbps 即可满足。
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(2)时延需求:
①控制时延:加工装配、移载对接等高精度场景,端到端往返时
延(RTT)≤1ms;
②数据传输时延:三维测量、协同搬运场景,时延需≤10ms;
③协同时延:多机器人任务调度与状态同步,时延需≤20ms。
(3)可靠性需求:
①丢包率:控制指令、力觉反馈等关键数据丢包率需≤10⁻⁶;
②可用性:网络全年可用性需≥%(即每年中断时间≤
分钟),避免因网络中断导致产线停工;
③抗干扰能力:需抵御车间电磁设备(如电焊机、变频器)的干
扰,确保数据传输稳定。
(4)安全性需求:
①数据隔离:通过网络切片将生产控制流、数据监测流、管理流
逻辑隔离,防止非授权访问;
②数据加密:机器人与云端 / 边缘端的交互数据(如工艺参数、
设备图纸)需端到端加密(如 AES-128 加密算法);
③身份认证:机器人接入网络时需通过双向认证(如基于 SIM
卡的硬件级认证),防止伪造机器人接入篡改数据。
(5)其他需求:
①高精度定位:支持厘米级定位(如基于 5G-A 的室内定位技
术),辅助机器人在复杂车间环境中精准导航;
②移动性管理:机器人在车间内移动时,网络切换中断时间需≤
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10ms,确保任务连续性。
2)公共安全与应急救援场景
(1)带宽需求:
①上行带宽:实时音视频回传(4K 视频需 10-20Mbps,多路视
频并发需≥50Mbps)、激光雷达点云数据传输(≥100Mbps);
②下行带宽:指挥中心下发控制指令、地图数据更新,带宽需求
≥5Mbps。
(2)时延需求:
①音视频传输时延:≤100ms,确保指挥中心实时掌握现场情况;
②控制指令时延:≤50ms,避免因时延导致机器人动作滞后引发
安全风险;
③应急指令时延:紧急情况下(如发现爆炸物),时延需≤20ms。
(3)可靠性需求:
①丢包率:音视频数据丢包率≤1%,控制指令丢包率≤10⁻⁵;
②网络覆盖:支持无公网环境下的通信(如通过卫星、Mesh 组
网),确保救灾现场网络不中断;
③容错能力:单一路径中断时,网络需在 2s 内切换至备用链路
(如无线 + 有线双冗余)。
(4)安全性需求:
①数据脱敏:回传的音视频数据中,需对无关人员面部进行模糊
处理,保护隐私;
②抗攻击能力:防范网络攻击(如 DDoS 攻击、指令篡改),确
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保机器人不被恶意控制;
③日志审计:记录所有数据传输与指令交互日志,便于事后追溯。
(5)其他需求:
①多域通信:支持陆域(机器人)、空域(无人机)通信协同,实
现空地一体化调度;
②快速部署:应急场景下,网络设备(如临时基站)需在 30 分
钟内完成部署并提供服务。
3)能源电力巡检场景
(1)带宽需求:
①上行带宽:设备高清图像(2K 视频需 5-10Mbps)、温度 / 电
流等传感数据(≤1Mbps)、三维环境地图数据(≥50Mbps);
②下行带宽:巡检任务指令、固件升级数据,带宽需求≥2Mbps。
(2)时延需求:
①数据传输时延:≤50ms,确保云端及时获取设备异常数据;
②控制时延:机器人路径调整、传感器参数配置,时延需≤30ms。
(3)可靠性需求:
①丢包率:传感数据丢包率≤%,控制指令丢包率≤10⁻⁴;
②环境适应性:网络设备需耐受 - 40℃~70℃温度、强电磁干扰、
高湿度环境;
③连续性:偏远地区风电场、输电线路场景,需通过卫星通信补
充覆盖,确保网络不中断。
(4)安全性需求:
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①接入控制:仅授权的运维人员与机器人可接入网络,防止非法
获取电力设备数据;
②数据完整性:传输的数据需通过哈希校验,防止被篡改;
③应急加密:网络中断时,机器人本地存储的数据需加密,避免
泄露。
(5)其他需求:
①低功耗:机器人通信模块需支持低功耗模式(如休眠唤醒机制),
延长续航时间;
②远程维护:支持网络设备远程故障诊断与升级,减少现场运维
成本。
个人领域(ToC/ToH)网络保障需求
1)家庭服务场景
(1)带宽需求:
①上行带宽:双向高清视频通话(1080P 视频需 2-5Mbps)、激
光雷达点云数据(家庭环境建模需≥30Mbps);
②下行带宽:云端下发的任务指令、模型更新数据(≤10Mbps)、
高清视频流(如用户查看家庭画面需 5-10Mbps)。
(2)时延需求:
①交互时延:用户语音指令到机器人响应,时延需≤300ms(避
免用户感知卡顿);
②控制时延:机器人抓取、移动等动作控制,时延需≤50ms;
③视频时延:双向视频通话时延需≤200ms,防止画面与声音不
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同步。
(3)可靠性需求:
①丢包率:音视频数据丢包率≤3%,控制指令丢包率≤10⁻³;
②覆盖完整性:消除家庭内网络死角(如地下车库、电梯、卫生
间),确保机器人始终在线;
③稳定性:高峰时段(如家庭多人同时使用网络),机器人业务
带宽需优先保障。
(4)安全性需求:
①隐私保护:家庭音视频数据仅存储在本地或加密云端,严禁未
授权的第三方访问;
②身份鉴权:用户通过指纹、面部识别等方式授权机器人执行敏
感操作(如打开房门);
③病毒防护:机器人操作系统需具备病毒查杀能力,防止被恶意
软件入侵。
(5)多模态通信需求:
人与具身智能机器人,网络个人助理与具身智能机器人,具身智
能机器人间,应具备消息、文本、语音、视频、数据等多模态实时通
信能力。
(6)其他需求:
①网络切片:为家庭机器人业务分配专属切片,保障业务质量不
受其他设备影响;
②低功耗:机器人通信模块需支持动态电压调节,降低设备功耗。
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2)休闲与服务场景
(1)带宽需求:
①上行带宽:机器人位置数据(≤100kbps)、任务进度数据(≤
1Mbps)、现场照片(≤5Mbps);
②下行带宽:订单数据、导航地图(≤5Mbps)、用户指令(≤
100kbps)。
(2)时延需求:
①协同时延:机器狗与无人机的任务协同,时延需≤100ms;
②交互时延:用户与机器人的语音交互,时延需≤500ms。
(3)可靠性需求:
①丢包率:订单数据、位置数据丢包率≤1%;
②漫游能力:机器人随用户在不同区域(如从城市到郊区)移动
时,支持无缝漫游,切换时延≤200ms;
③抗干扰:户外复杂电磁环境(如高压线路、无线基站密集区域)
下,数据传输稳定。
(4)安全性需求:
①数字身份认证:机器人与无人机、外卖平台间的交互需通过数
字身份验证(如基于 DID的身份标识),防止订单篡改;
②数据销毁:任务完成后,临时存储的用户数据(如位置、订单
信息)需自动销毁。
(5)其他需求:
①跨运营商跨网络互通:支持不同运营商网络下的机器人协同
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(如用户使用 A 运营商网络,无人机使用 B 运营商网络),以及跨
运营商和 OTT网络下的机器人协同;
②轻量化:机器人通信模块需体积小、重量轻,不影响其移动与
续航。
具身智能机器人对网络保障需求指标
具身智能机器人对移动网络保障需求指标如下表所示。
表 3 具身智能机器人对移动网络保障需求指标
指标名称 行业场景(ToB) 个人场景(ToC/ToH)
端到端时延
加工装配≤1ms,
协同搬运≤10ms,
巡检≤50ms
语音交互≤300ms,
视频通话≤200ms,
控制≤50ms
上行带宽
三维测量≥400Mbps,
常规巡检≥50Mbps
双向视频≥5Mbps,
环境建模≥30Mbps
下行带宽
控制指令≥10Mbps,
模型更新≥20Mbps
任务指令≥2Mbps,
视频流≥10Mbps
丢包率
控制指令≤10⁻⁶,
音视频≤1%,
传感数据≤%
控制指令≤10⁻³,
音视频≤3%
抖动
≤1ms(加工装配、应急救援),
≤10ms(常规场景)
≤20ms(语音交互),
≤50ms(视频通话)
具身智能机器人业务指标与网络需求
具身智能机器人业务指标
基于上面各场景的详细业务流介绍,我们可以归纳总结出网络关
键能力需求。首先,可从业务流提取出三个业务 QoE关键指标:感
知能力、交互能力、执行能力。感知能力是指机器人从环境感知获取
输入信息的质量,具体包括视觉感知、音频感知和触觉感知。交互能
力是指机器的交互是否贴近人与人交互体验或者完成任务是否像人
一样自然,主要包括执行响应、动作平滑性和操作体验。执行能力是
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指机器人按预期、高效、精准完成核心任务的能力,主要对应到任务
成功率指标。
进一步地,向下一级分解 KQI 指标,对应业务指标,如表 4所
示。具体地,按三类展开:
1)感知能力与视觉、音频和触觉感知输入的质量强相关。视觉
感知输入包括输入的分辨率、帧率、码率、FOV、景深和机器人视角
数量等。音频感知输入主要包含音频码率,触觉感知输入主要指触觉
点阵码率。
2)交互能力中,执行响应主要与交互响应时延相关,动作平滑
与机器人自身动作控制帧率相关,操作体验指人远程操控机器人时的
控制响应时延。
3)执行能力中,闭环任务的成功率与传输业务包可靠性相关,
也与各模块间系统时间同步相关,例如,端云架构的快慢系统的时间
同步指标(端侧快系统和云侧慢系统组成异频双系统,两者时间不一
致可能导致模型推理失败)。
表 4 业务指标映射关系
QoE KQI
感知能力
视觉感知输入
分辨率
帧率
码率
FOV
景深
视角数量
音频感知输入 音频码率
触觉感知输入 触觉码率
交互能力
执行响应 交互响应频率
动作平滑 动作控制频率
操作体验 控制响应频率
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执行能力 任务成功率
业务包可靠性
系统时间同步
上述各 KQI 指标与实际业务需求相关,作为一个示例,表 5给
出了感知能力中音频、视频、触觉 KQI数值及信号压缩率,可供参
考。
表 5 具身智能机器人三类感知模态的 KQI值示例
参数项 感知信号原始码率 感知信号压缩率 感知信号采样频率
音频 1Mbps 10 50Hz
视频 300Mbps (1080p) 50 10~30Hz
触觉 (500点阵) 1 10~100Hz
具身智能机器人网络需求
基于上面给出的各业务 KQI值,可计算出网络传输带宽、网络
最大时延、网络时延抖动和网络包丢包率四个关键网络需求。基于感
知能力的 KQI项,网络传输速率的计算公式如下:
上行最大速率=∑模态 个数*感知信号原始码率/感知信号压缩率
其中,个数是指对应模态在本体部署的传感器个数,感知源原始
码率是指对应感知源经采样量化后的传输速率,感知源压缩率是对应
感知源采用压缩算法获得的压缩比例。需要说明的是,由于各模态传
输为时间上突发的 burst业务形式,仅当所有模态数据在时间上对齐
传输才会一起叠加,因此这里速率给的是最大值。
考虑到各模态采用 burst形式传输,实际空口传输带宽可表示为:
空口传输带宽=上行最大速率*体验系数
其中,体验系数反映了业务在时间上存在占空比的影响,典型值
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大于 1。
基于交互能力的关键 KQI项,网络最大时延的计算公式如下:
网络最大时延=1/交互频率-大模型处理时延-终端处理时延
其中,交互频率是指交互响应频率、动作控制频率、控制响应频率三
者中选择最重要的一项,比如,交互响应频率,其倒数反映了整个系
统设计的 RTT时延要求;大模型处理时延是指,AI大模型从接收完
信号到输出指令的处理时延,即边/云端处理时延;终端处理时延是指
整个本体接收到指令到执行闭环的时延,是终端处理时延的部分。如
第三章所述,整个系统一般分为端、网和边/云三个模块,在整体系统
RTT时延设计要求下,各模块按上式完成指标分解,网络最大时延包
含了空口接入部分和核心网部分。需要指出的是,应用层业务下发的
数据通常是一个包集合(包含各个模态),或者叫 PDU集合,网络最
大时延指标是从首包开始发射到尾包传输结束的时延统计。作为一个
示例,在 5Hz交互频率下,50ms大模型处理时延,100ms 终端处理
时延,对应的网络最大时延为 50ms。
执行能力中,任务成功率与系统时间同步和传输业务包可靠性两
者相关。系统时间同步影响端云(快慢)系统模型推理的成功率与准
确性,空口时延抖动需满足:
网络时延抖动=max 模态{RTT最大时延-RTT最小时延}<端云系统时
间同步余量
其中,max 模态表示所有模态的 RTT时延差中取最大值,端云系
统时间同步余量由大模型快慢系统正确推理允许值确定。该抖动指标
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的通信系统统计定义参考了 CCSA行标,具体对应 YDT 4760-2024的
第 节。该抖动指标主要是为了使得端云模型输入同步,作为一个
示例,端云系统时间同步余量为 20ms时,网络时延抖动统计值应小
于 20ms。
最后,对于传输业务包的可靠性而言,网络包丢包率的计算公式
如下:
网络丢包率 =1-(1-业务包集合丢包率)1/空口包个数
≈业务包集合丢包率/网络包个数
其中,网络包个数是指一个业务包集合的大小需要网络包传输的
个数,一般地,一个业务包集合比较大,需要多个网络包承载传输。
需要说明的是,以业务包集合为最小传输单元,可统计出业务包集合
丢包率;以网络包为最小传输单元,可统计出网络丢包率。进一步地,
网络丢包率可分模态,也可定义为所有模态的综合值,取决于业务包
集合是单模态集合,还是多模态集合。作为一个例子,按 99%的音视
频业务丢包率,1~3个空口包传输下,空口丢包率为 99%~%。
为方便理解,介绍机器人本体感知需求的一个例子:音频的上行
速率为 ,视频的上行速率为 6Mbps,触觉的上行速率为
,网络最大时延要求 50ms,网络时延抖动指标 20ms,网络
丢包率 99%~%(按空口包个数 1~3计算)。业务整体的上行速
率由模态维度和每个模态速率需求决定,例如,双声道音频+3摄像
头视频的上行速率需求为 ≈20Mbps,双声道音频+6摄像头视频
+10面触觉的上行速率需求为 ≈45Mbps。
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基于上面机器人业务指标到网络指标的映射关系,可以建立网络
能力对业务性能影响评估体系,进而形成标准指导网络能力建设。尤
其对于整体上行速率,回顾第三章机器人智能化 L1~L5水平,随着
智能化水平升级,本体感知能力逐步提升,模态维度增多,单模态精
度也变高,以助于完成更复杂任务。同时,多模态信号回传的上行速
率需求也在相应增加。
1)数字身份:移动通信网络从面向均质化手机 SIM认证接入,
到面向具身智能机器人,提供数字身份分配、网络接入及认证授权能
力,实现以人为中心的管理,面向具备多样性、自主性特征的具身智
能机器人,实现动态授权。
2)通信协作:移动通信网络应具备具身智能机器人的运营商网
络内、跨运营商网络、跨运营商和 OTT之间的协作,跨协议实现不
同生态具身智能机器人间生态互通,以及人与具身智能机器人,网络
个人助理与具身智能机器人,具身智能机器人间的协作。
3)生成式组网:具身智能机器人广域范围内互联互通与任务协
作中,移动通信网络应理解用户意图,结合具身智能机器人业务类型
和应用场景,实现动态自组网,经过授权的具身智能机器人加入群组,
并根据任务需求,动态生成群组东西向转发策略。具身智能机器人通
过移动通信网络以东西向会话方式,实现具身智能机器人之间的直接
交互,减少消息在云端迂回,提升智能体通信的整体效率。
4)消息路由:具身智能机器人与移动通信网络建立连接,通过
连接复用降低连接创建和维护的开销,用户面节点MESH组网,基
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于订阅/发布机制感知端侧的数据分发需求,或组播组方式,向有相同
订阅的具身智能机器人统一分布消息,降低端侧计算和网络开销。机
器人之间不直接基于 IP地址通信,保护用户隐私,规避安全攻击。
5)多机多模态实时通信:移动通信网络应具备人与具身智能机
器人、网络个人助理与具身智能机器人以及具身智能机器人间的实时
多模态通信能力,包括消息、语音、视频、文本、数据等。
6)全球漫游:支持智能体通信全球可达,实现具身智能机器人
在不同国家与地区自动接入本地优质网络,实现低延迟、高可靠的全
球通信可达,有效保障机器人在巡检、远程操作、多机协同等任务中
的实时响应与连续通信。
7)能力发布发现:移动通信网络应具备具身智能机器人能力发
布和能力发现能力,作为能力扩散的媒介,把具身智能机器人能力高
效提供给使用者,并能基于权限或子网范围按需对外发布。网络构建
具身智能机器人能力汇聚平台,实现按需搜索匹配所需服务与任务协
同。
8)AI流量 QoS保障:根据具身智能机器人特征、任务特征,动
态生成网络的 QoS策略,满足任务需求。
9)意图交互:根据用户、具身智能机器人的意图,提供网络能
力实现智能体通信,如建立任务级组网等。
具身智能机器人已在制造、巡检、展馆等 ToB和家庭等 ToC场
景开始逐步走向商用,带来全新的网络能力需求。网络需求主要来自
感知信号的回传,用于云端大模型进行意图理解和任务规划,感知信
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号要求可参考人类能力定义,最终可导出网络能力需求。比如,参考
视力定义视频分辨率,进而转化为速率需求,参考人类反应速度定义
网络 E2E时延指标,参考人类出错率定义网络可靠性要求。最后,需
要网络各层分解整体指标,达成具身智能机器人业务能力要求。结合
用户接入、认证、漫游、组网等能力最终形成具身智能机器人网络能
力全景。
5 具身智能机器人移动通信网络技术体系与关键技术
基于第四章对具身智能机器人典型场景、业务特征及其网络需求
的分析,为满足其差异化、高可靠的通信保障要求,需要构建与之相
匹配的移动通信网络技术体系。本章将系统阐述面向具身智能机器人
的网络关键技术架构,并针对其核心能力与典型场景,梳理技术体系
和关键技术。
具身智能机器人的智能化和核心能力分不同的节奏演进,为匹配
具身智能机器人的演进,网络技术能力也在持续演进,网络能力的整
体演进趋势如下图所示。
图4具身智能机器人网络能力演进趋势
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近期:支持具身智能机器人 L2的相关能力,包括远程遥操,智
能化原子能力等。对网络的需求,上行速率≥5Mbps支持数采等数据
提取、下行速率(10~50Mbps,指令可靠性 %)支持远程 OTA升
级,端到端时延与可靠性(100ms~200ms,97%~99%以上)支持遥
操等能力。
中期:支持具身智能机器人 L3/L4的相关能力,包括部分场景的
泛化端网云协同智能化能力。对网络的需求从尽力而为走向了确定性
连接,且包含局域和广域的确定性,确保推理的成功率。预计广域网
络需求为,上行速率 20Mbps,上行可靠性 99%,下行速率 50Mbps+,
端到端时延 50ms,端到端可靠性 99%+等。
长期:支持具身智能机器人 L4+相关能力,包括多机协同工作,
场景泛化性任务等。相对中期演进,预计未来数据量和带宽将进一步
增加,上行速率≥100Mbps,下行速率 100Mbps~300Mbps, 端到端时
延 20ms,端到端可靠性 99%,支持具身智能机器人东西向会话横向
连接。
具身智能机器人的实现依赖于一个多层次、异构融合的通信体系。
这个体系不仅要确保机器人内部毫秒级的精准控制,还要保障机器人
之间、机器人与云端之间高效、可靠的信息交互。其关键技术可从管
道能力、用户管理、平台与计算能力等维度进行解构。其业务需求的
主要特征如下:
1)上下行带宽需求不对称:与消费互联网以下行为主不同,机
器人需要将大量感知数据上传,上行带宽需求远大于下行。
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2)确定性与时延敏感性:控制环路、力反馈等业务对时延和抖
动有严格上限,超出阈值直接导致任务失败或安全事故。
3)极致的可靠性要求:在工业控制、应急响应中,通信中断或
指令错误可能造成巨大损失,需实现“五个九”(%)甚至更高
的可靠性。
4)业务流的多样性与异构性:同一系统中,控制流、感知流、管
理流等共存,其业务需求差异巨大,需要精细化的资源调度。
5)移动性与业务连续性:机器人在执行任务中持续移动,需要
保障全程业务可靠连续。
6)安全与隐私:既要防止机器人被恶意控制造成物理伤害,也
要保护家庭环境音视频、企业生产数据等敏感信息绝不泄露。
具身智能机器人通信网络关键技术
在数字经济的浪潮中,移动通信技术从实现“万物互联”向赋能
“万物智联”进行关键战略转变。这一深刻变革不仅依赖于终端与云
端的强大算力,更对作为底层支撑的移动网络提出了高性能、高可靠
性的严苛要求。5G/5G-A并非 4G的简单线性升级,而是一次深刻的
技术革命,包含 eMBB、URLLC、UCBC、eMTC、HCS等六大维度
升级。
当前,依托于 5G网络初步实现的广域连续覆盖,可以为早期的
AI应用提供基础的网络连接能力,打通“端”到“云”的业务流程。例如,
保障智能摄像头采集的图片/视频流能够上传至云端 AI推理平台,并
接收处理结果。然而,在此阶段,网络主要提供的是“尽力而为”(Best-
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Effort)的服务,上行速率和网络时延存在较大波动,无法提供严格的
确定性保障。这种模式虽然降低了 AI应用的初始门槛,助力产业界
完成了技术可行性的初步验证和商业模式的早期探索,但也为后续网
络能力的升级方向划定了清晰的起跑线。
具身智能机器人的兴起,对移动网络提出了远超连接本身的更高
维度的要求。其核心在于赋予智能体(如自主移动机器人、智能网联
汽车、增强现实设备等)感知、认知、决策并物理作用于现实世界的
能力。这意味着,移动网络不能再仅仅是一个被动的数据传输管道,
而必须演进为嵌入在智能体与环境之间的、高可靠、低时延的“神经
纤维系统”或“系统级器官”。具身智能机器人的每一个决策闭环,
从高保真的环境感知、复杂的云端或边缘智能推理,到最终的执行器
控制指令下发,都强烈依赖于网络的实时性与稳定性。任何微小的数
据包丢失、时延抖动或连接中断,都可能直接导致决策失误、动作异
常,甚至引发严重的安全事故。
因此,面向具身智能机器人的下一代网络解决方案,需能够提供
端到端的确定性性能保障,并深度融合通信、计算与控制能力。中近
期内,产业界应立足于 5G-A技术的持续增强,通过灵活的架构优化
与技术增强,为具身智能机器人应用提供可行、高效的网络支撑;长
远来看,则必须面向网络架构进行全面突破,构建原生支持人工智能、
内生智能的新型移动通信网络架构,最终实现“网络即智能体”的终
极目标,为全域智能时代的到来奠定基石。
近期解决方案:5G-A基础连接能力
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1)eMBB增强型移动宽带能力:
具身智能机器人作为嵌入物理世界的智能终端,其核心能力依赖
于对环境的实时感知与交互。这首先产生了对网络上行能力的极致需
求,支持传感器回传云端“大脑”进行处理与决策。5G的增强型移
动宽带(eMBB)通过大规模天线技术(Massive MIMO)、毫米波通
信、高阶调制(如 1024QAM)、波束赋形(Beamforming)等关键技
术,实现了在峰值速率、用户体验速率和频谱效率等关键指标上相较
于 4G的数量级跨越,带来数百Mbps的极高的上行传输容量,使得
eMBB能够轻松承载具身智能机器人上传的感知数据流,如同为其构
建了一条超宽、通畅的“视觉神经”。
2)低时延高可靠能力:
除了海量的感知数据传输,具身智能还需要将控制指令在极短的
时间之内准确无误地在端云之间完成交互,任何微小的延迟或数据丢
失都可能导致任务失败甚至安全事故。5G的原生能力 URLLC则是
完美匹配了这一需求。为了达成局域毫秒级时延与 %以上可靠
性的极致目标,URLLC从无线空口到核心网进行了一系列深度优化。
在空口,它引入迷你时隙(Mini-slot)调度和免授权调度(Grant-free)
技术,省去了终端申请资源的等待过程,将上行传输时延降至最低;
同时,通过 PDCP层数据包复制与双连接技术,让同一数据包经由两
条独立无线路径发送,以空间冗余对抗信道波动,极大提升了传输可
靠性。此外,为避免复杂环境中设备移动或者网络切换出现短暂中断,
DAPS(DualActive Protocol Stack)/CHO(Conditional Handover) 与
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“5G/Wi-Fi 双链接保活”保障了跨 AP/小区时视频“0 丢帧”与控制
不断连;同时通过分层 QoS 和自适应速率在拥塞时优先保障控制数
据不受影响,视频按需自适应,从而形成连续、可控、稳定的远程临
场体验。在网络架构上,核心网用户面功能(UPF)下沉至园区边缘
是至关重要的一环,它使得数据在接入基站后即可就近处理,无需绕
行至遥远的中心机房,将端到端时延显著降低至 5毫秒以内。这种“云
-边-端”协同的初级形态,为多智能体协同作业、基于云端视觉 AI的
实时导航以及遥操作等复杂应用提供了坚实的网络确定性保障,让具
身智能在动态环境中能够安全、精准、自如地行动。
3)模态级业务识别与差异化服务保障:
实现差异化服务保障的首要前提是网络能够智能、精准地识别出
具身智能业务流。基于五元组(源/目标 IP地址、端口号、传输层协
议)、数据网络名称(DNN)、切片选择辅助信息(S-NSSAI)以及报
文关键字等应用特征,实现毫秒级地识别出关键业务特征,结合边缘
部署的智能板,可以针对业务流进行更进一步的细化,以支撑多模态
业务更精细的保障。
识别出多模态的业务流之后,网络策略控制系统将自动触发预配
置的规则,为这些关键数据流分配高的调度优先级并将其绑定至预先
创建的、资源隔离的专属网络切片上。这确保了具身智能的关键业务
在任何网络负载情况下都能获得优先使用的资源,避免公众互联网业
务流量的冲击,从而为上层应用提供可预期的网络服务质量。同时可
以实现针对多模态的业务量,生效不同的保障策略。例如针对感知数
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据流配置大上行传输策略,最大化利用网络资源,实现数百Mbps的
传输容量,针对控制消息流配置低时延高可靠传输策略,充分提升传
输可靠性,实现空口下行 8~20ms @%可靠性。
4)上行能力为核心的能力增强:
具身智能应用的典型业务的共同特征在于产生了远高于下行数
据量的上行数据洪流,因此,网络增强方案必须将重点放在显著提升
上行传输能力上。具体将通过规模部署上行载波聚合(CA)与辅助
上行(SUL)两项关键技术来实现:前者通过捆绑多个频谱载波以聚
合带宽,有效提升上行传输速率;后者则利用专有低频段频谱扩展上
行覆盖范围与容量,尤其在边缘区域发挥关键作用。结合中频重耕所
构建的大上行目标网络,能够为 5G系统提供更高的上行资源储备,
最高可支持 1Gbps+上行峰值传输速率,极大拓宽终端与云端的传输
通道,为下一阶段MobileAI业务的大规模发展奠定坚实的网络基础。
5)高精度定位:
基于蜂窝网络实现 UTDOA和 AOA协同,由 UE发送上行 SRS
信号,一个 gNodeB的多个 TRP接收该 SRS信号并测量 TOA(Time
of Arrival)和 AOA(Angle of Arrival),gNodeB 将测量结果上报给
LMF,LMF根据 AOA以及两两 TRP间的 TDOA(Time Difference of
Arrival)并结合已知的 TRP 位置计算 UE 位置,达成高精度定位,
LOS场景下精度为 3m@90%。
6)分层 QoS:
现有 5G网络 QoS机制的最小粒度为 QoS Flow,即 QoS Flow内
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针对每个数据包提供相同且独立的 QoS处理。而根据不同的业务场
景,同一 QoS Flow中不同数据包 QoS处理需求可能不同,因此 3GPP
引入 PDUSet的概念。PDU Set为携带应用层同一个信息单元的一个
或多个 PDU集合。为了保障时延敏感类业务的传输时延和可靠性,
可以基于分层 QoS 解决方案实现更小粒度的基于 PDU SET 的 QoS
处理机制。针对不同业务场景,核心网完成业务特征感知,将 PDU
Set相关信息传递给网络侧,网络侧通过差异化调度优先级、帧重要
性识别与丢弃等处理,实现高精度差异化保障,以节省空口资源、提
升业务体验。
中期解决方案:5G-A增强与优化(1~3年)
在现有 5G-A网络基础设施之上,充分挖掘和引入了面向具身智
能机器人大上行、低时延和高可靠等核心业务需求的关键增强特性,
为具身智能机器人提供可用、可靠、可管理的网络服务。
1)FSA多载波增强:
3GPP R18 协议引入的灵活频谱接入(Flexible Spectrum Access,
FSA),旨在解决 5G网络从双频(1T+1F)向多频(多 T+多 F)演进
时,因传统 RRC重配导致的载波变更延迟问题。通过全量配置载波
并利用 DCI动态选择最优载波组合,实现上行数据的全时隙传输,达
到 TTI级的动态智能寻优,为具身智能机器人提供低时延、高可靠的
实时上行链路,同时为实时响应与连续作业(如遥操作、环境感知)
提供了决定性通信保障。
2)系统间多链路协同:
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5G与 Non 3GPP协议之间,例如 5G和Wi-Fi 之间发生切换,会
由于业务流 IP地址不一致,导致数秒的业务中断,基于 ATSSS方案
(Access Traffic Steering, Switching and Splitting),通过 TN3IWF(非
3GPP 接入网集成功能)技术可以支持 3GPP与非 3GPP协议数据多
链路动态调度,可达成具身智能机器人在Wi-Fi 与 5G 网络间切换
时保持会话的连续性,极大的提升了具身智能机器人在移动性场景中
业务的可靠性,保障了具身智能机器人在复杂环境(如跨区巡检、移
动人机协同)中移动时,关键任务不受网络切换影响。
3)上行 3Tx增强:
为提升上行链路传输性能,3GPP R19协议支持在单一载波上实
现上行 3发射天线(3Tx)能力。通过引入新定义的 3天线非相干码
本、3端口探测参考信号(SRS)资源,以及支持 3T3R/3T6R SRS天
线选择等关键技术,显著增强了具身智能机器人上行链路的信道容量
与传输鲁棒性,为具身智能机器人高维感知数据(如多路高清视频、
点云)的实时、高可靠上传提供了关键能力保障。
4)动态 QoS:
针对无线信道波动性,3GPP R19支持应用程序根据实时网络状
况动态调整业务流量特征,以改善具身智能机器人的业务体验。通过
动态资源适配,提升具身智能机器人在真实场景中的任务执行成功率
与效率。核心网可通知无线接入网对指定 QoS流执行上行速率控制;
无线接入网则通过下行MAC控制单元(MACCE)向用户设备(UE)
指示各 QoS流的推荐上行速率。无线接入网评估指定 QoS流的可用
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上下行比特率,并通过 NG-U接口将满足的比特率阈值上报至用户面
功能(UPF)。UPF还可进一步将可用比特率信息传递至应用功能(AF)
或网络开放功能(NEF)。
5)子带全双工:
子带全双工是 5G-A及演进中的关键无线技术,其通过在系统带
宽内动态划分与灵活配置子带,使基站在部分重叠的频率资源上同时
进行发射与接收,实现在现实场景下的“同时同频”双向通信。该技术
可显著提升网络频谱效率、降低传输时延,并能依据业务需求动态调
整上下行资源配比,提高网络灵活性与资源利用效率,使得具身智能
机器人能在移动中连续同步上传环境感知数据与接收控制指令,显著
提升诸如实时视频建图与远程操控等复杂任务的流畅性与可靠性。实
现子带全双工需克服自干扰与交叉链路干扰等关键挑战,主要依赖射
频/数字干扰消除、大规模MIMO波束成形及智能干扰协调等技术予
以解决。
6)网络智能化管理:
随着网络复杂度的提升和业务需求的动态变化,传统的人工运维
模式难以满足要求。引入基于人工智能的无线网络智能运维平台变得
至关重要。该平台能够对全网流量、时延、抖动、误码率等海量数据
进行实时采集与分析,利用机器学习算法精准预测网络可能出现的拥
塞点和性能劣化趋势,并实现动态、自适应的网络参数调整。例如,
系统可以自动优化特定小区下具身智能终端的调度策略,或动态调整
波束赋形方向以跟踪移动中的机器人,从而在面对无线环境变化和业
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务波动时,依然能为具身智能机器人业务提供高度稳定的服务质量
(QoS)保障,实现从“被动响应”到“主动保障”的运维模式转变。
7)无线确定性网络架构:
具身智能机器人对移动网络的要求极高,它融合了工业自动化对
确定性时延和移动设备对无线灵活性的双重需求。传统的“尽力而为”
网络无法满足要求,因此无线确定性网络,特别是基于 TSN(时间敏
感网络)与无线技术融合的方案,成为核心发展方向。具身智能机器
人的网络通信分为实时控制指令、多传感器数据回传、状态信息与安
全数据、非实时数据等,“确定性”的核心在于数据包不仅在规定时间
内到达,而且其到达时间的波动(抖动)必须被严格限制在一个极小
的范围内。广域场景下,可以采用 5G(URLLC)+TSN技术,具体技术
点包括:1)5G高精度时钟分发与资源预留调度;2)URLLC的 mini
时隙、授权辅助接入和多链路冗余;3)网络切片支持专用资源预留。
长期解决方案:移动通信未来网络持续创新
长期的目标是攻克短期方案无法解决的根本性挑战,例如在广域
移动环境下提供无缝的确定性保障、实现通信与感知及计算的深度一
体化、支持海量智能体间的高效自主协同等。这要求我们超越现有网
络框架,构建一种革命性的、原生智能的新型网络架构。
1)具身智能机器人通信网络架构:
面向 ToB和 ToC/ToH的具身智能机器人通信协作场景,其业务
流程主要包括:具身智能机器人向移动通信网络申请数字身份并注册
到网络中,发布其属性能力。发起方机器人向移动通信网络发布任务
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意图,移动通信网络基于能力发现机制找到与之任务需求匹配的协作
机器人,并基于接收方机器人的数字身份进行路由转发,同时建立消
息、语音、视频、数据等的多模态通信通道,支持机器人任务的协同。
面向具身智能机器人协同的智能体通信主要包含以下关键技术:
(1)数字身份体系能力
具身智能机器人通信网络是以用户主控 SIM卡永久标识为中心,
以运营商码号系统为基础向前演进,其他附属终端智能体身份可灵活
派生的数字身份体系。该数字身份体系在兼容既有的标识体系基础上,
拓展引入了各个层级终端 Agent所包含的属性信息,体现 Agent不同
的软硬件能力并支持差异化业务授权,并通过引入凭据机制,为运营
商第一方业务和第三方业务提供方提供的属性信息进行可验证背书。
数字身份体系包括如下 5个能力:
①泛在接入:随着终端形态拓展,数字身份机制成为现有 SIM体
系的有效补充,支持 non-SIM智能体、虚拟数字人、具身智能机器人
等新型终端的身份派生与接入认证。
②用户关联:智能体设备的长时间在线、高度自主化及可代理用
户执行任务的特性,要求全新的安全管理机制。
③技能感知:随着通信对象从人到智能体的转变,终端 Agent不
再是传统均质终端设备,网络需要能够感知和理解智能体的能力属性,
以便提供更好的差异化服务保障。
④业务灵活:网络服务从均质化走向个性化,传统静态授权机制
已无法满足智能体对个性化网络资源调度及编排的需求。
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⑤跨域互通:全网架构从封闭走向相对开放,数字身份技术在保
障通信网络安全的基础上,支持跨网络、跨域的数字身份互通。
(2)能力发布发现
具身智能机器人能够在移动通信网络进行能力注册与发布,并基
于能力和授权进行智能体间的发现。
具身智能机器人依托于移动通信网络为其提供能力在移动通信
网络中的发布,以实现能力声明和跨网络、跨厂商和跨生态的发现功
能,而无需依赖特定生态的提前共建,从而有望打破传统协同模式中
对专属平台或封闭生态的依赖限制。
跨厂商/跨生态能力发布发现包括:
①能力信息上报:具身智能机器人能够通过移动通信网络接口,
在能力发布请求中提供其身份和能力描述,包括核心功能、运行条件
限制、通信协议和方式以及安全隐私等关键信息。
②能力档案生成:具身智能机器人能够在移动通信网络中生成可
以被识别与调用的能力档案,同时依托移动通信网络的分布式架构实
现跨厂商/生态能力资源的精准曝光。
跨生态能力发现:在具身智能机器人请求能力发现其他智能体时,
移动通信网络通过解析请求包含的任务意图,依据智能体的能力档案,
对智能体进行能力匹配,并响应请求方式可以理解的智能体描述文件。
(3)生成式组网
具身智能机器人能够在移动通信网络进行广域范围内互联互通
与任务协作。
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具身智能机器人可以向网络发送意图,移动通信网络通过解析具
身智能机器人意图,结合具身智能机器人业务类型和应用场景,实现
动态自组网;具身智能体机器人也可以在通过跨厂商/跨生态能力发
布发现过程中获取其他组成员具身智能体机器人数字身份标识,并携
带组成员数字身份标识向发起组网请求。移动通信网络为请求方和请
求方所携带的组成员动态组网。
经过授权的具身智能机器人加入群组,并根据任务需求,动态生
成群组东西向转发策略。具身智能机器人通过移动通信网络以东西向
会话方式,实现具身智能机器人之间的直接交互,减少消息在云端迂
回,提升智能体通信的整体效率。
生成式组网包括如下内容:
①流粒度组网:应对同一系统中控制流、感知流、管理流等多类
型数据流共存的复杂场景——不同数据流的QoS需求存在显著差异。
为适配这种差异化需求,流粒度组网需依托移动通信网络的动态调度
能力,结合具身智能机器人的组网模式实现精细化资源分配。
②跨运营商组网:跨运营商组网是具身智能机器人实现广域互联
互通与跨场景任务协作的关键前提,其核心目标是打破不同运营商之
间的技术壁垒与资源隔离,实现跨运营商具身机器人集群的无缝协同
与差异化数据流的精准传输。
③不限制区域组网:摆脱传统区域组网对地理范围、网络归属的
约束,对于跨城市、跨国家的远距离协作,能够通过统一的网络架构
与调度机制,实现机器人集群的动态组网与协同作业,为具身智能机
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器人在全球供应链协同、跨国应急救援、大范围环境监测等跨区域场
景的应用提供可能。
(4)任务协同
单个智能体在面对复杂任务和动态环境时仍存在能力上限,面向
任务的管理成为多智能体协议中的重要环节。
任务协同需要包含如下能力:
①任务表示与分解:定义任务描述的统一格式可以确保参与任务
执行的智能体对任务理解的一致性,中间结果的标准化定义可以明确
参与任务执行的智能体的输出结果格式,如文本、文件或数据流。
②通信与状态管理:支持结构化消息传递,定义消息类型如用户
请求、任务通知和消息格式如 JSON-RPC,支持异步通知推送,确保
智能体之间交互的实时性。
③任务生命周期管理:需要考虑在任务执行过程中的状态描述,
例如启动、运行、挂起(等待进一步的输入或其他智能体的执行结果)、
成功、失败等,同时支持任务状态更新、状态查询和中间结果获取。
根据任务执行时长,任务还可能分为一次请求响应交互即可完成的短
期任务和需要多轮交互或较长时间等待的长期任务。
④上下文共享:在将任务分发给执行智能体时,智能体可能会包
含与任务相关的上下文信息,例如最终用户的联系信息、用户的历史
偏好信息以及其他必要的对话数据,提高任务执行的效率和准确性。
⑤安全与隐私:参与任务执行的智能体需要遵循任务描述最小化
原则,即每个智能体应该只接收完成其任务所需的最少的、必要的信
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息,以防止未经授权访问敏感信息。此外,上下文共享可能会对用户
的隐私产生影响,需要考虑上下文共享范围的限制。
(5)实时多模态通信能力:
为了支撑具身智能机器人间实时多模态通信能力,需要移动通信
网络具备基于码号的寻址路由、多模态媒体协商和多模态媒体传输能
力。
①基于码号的寻址路由:码号是运营商实现人人、人物互通的重
要资源,码号路由相比 IP和域名等直接通信方式,具备天然的全球
互联互通、可信溯源、业务体验更稳定等优势。将码号嵌入数字身份
体系,并以此进行具身智能体间的通信与协作,可构建具身智能体间
广域互联互通、可信协作基础通信能力。
②多模态媒体协商:当具身智能机器人需要传输实时多模态媒体,
如实时音频和视频流时,需要一个专用的媒体通道来传输这些数据流。
同时,不同智能机器人支持的音视频编解码可能不同,因此,在传输
之前,具身智能机器人之间需要进行音视频编解码的协商。
③多模态媒体传输:多模态数据种类繁多,具身智能机器人对不
同类型的多模态数据传输网络 QoS需求各不相同,这要求不同的模
态数据采用不同的传输流。为了减少因流连接带来的 IP端口资源开
销,需支持多流复用功能,并为不同流设置不同的传输优先级。同时,
在多智能体协同处理任务场景,为了更好的完成任务,同一个智能体
会收到音频、视频、文本等不同的媒体信息,为了更好的理解和完成
任务,需要多模态媒体传输同步和协同。不同模态数据也可能需要协
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调传输策略,如当音频和视频流同时传输时,若因连接带宽下降导致
视频帧冻结,需自动降低视频分辨率和比特率,以确保音频流的传输
质量。
(6)跨网络跨协议多实体通信协作
为实现智能体在复杂环境中的广泛协作,其通信技术必须突破现
有的网络与生态壁垒。这要求构建一个跨网络、跨协议的融合通信框
架。具体而言,在 “跨网络” 层面,需实现智能体在不同运营商的基
础网络之间无缝漫游与切换,并打通运营商网络与互联网 OTT服务
之间的高效协作,确保通信连接的广度与韧性。在 “跨协议” 层面,
核心在于解决不同厂家、不同技术生态之间的互联互通,通过建立开
放、统一的标准与接口,或者协议协商,使得用户的智能体(如机器
人)能够与来自其他厂家或其他异构网络中的智能体进行无缝、安全
的数据交换与任务协同。多实体协作包括人与具身智能机器人,网络
个人助理与具身智能机器人,具身智能机器人间的协作。
(7)消息路由
机器人首先与移动通信网络建立稳定连接,并采用连接复用以显
著降低连接建立与维护的开销。在核心网内部,用户面节点采用
MESH组网结构,通过订阅/发布机制动态感知并响应端侧的数据分
发需求。对于具备相同订阅目标的机器人群体,网络侧可启用组播方
式进行统一消息推送,从而有效降低端侧的计算负荷与整体网络流量。
此外,该机制规定机器人间不直接基于 IP地址进行点对点通信,此
举一方面保护了用户的位置隐私,另一方面也从网络架构层面规避了
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因暴露 IP地址而可能引发的直接网络攻击,增强了系统的整体安全
性。
(8)AI流量 QoS保障
为满足具身智能机器人多样化任务的差异化需求,移动通信网络
需具备智能化的 QoS动态保障能力。该能力核心在于网络能够实时
感知机器人的本体特征(如移动性、算力)与任务特征(如时延、可
靠性要求),并据此自动生成与下发差异化的服务质量策略。通过对
带宽、时延、抖动及可靠性等关键指标的精细化控制,实现对关键任
务数据流的端到端保障,确保从高精度操作到环境感知等各类机器人
业务的服务质量。
(9)端网协同
①意图交互:支持具身智能机器人以自然语言等非结构化形式从
端侧上报任务意图,取代传统依赖结构化接口的方式,并由网络侧提
供高精度的意图解析与执行机制,从而准确理解端侧指令并转化为可
操作的服务流程。
②端侧无感调用:确保具身智能机器人在使用移动通信网络能力
时,无需针对特定能力进行专门适配或仅需极简配置,即可获得一致
性的增强体验。例如,网络侧算力资源可无缝注册至端侧环境,使机
器人能够像调用本地资源一样,无障碍地调度与使用网络算力。该机
制的关键在于推动网络算力与具身智能机器人的原生融合,从而在系
统层面实现算力资源调用的通用性与统一性。
2)语义通信:迈向高效智能交互
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随着具身智能感知能力需求不断升高,具身智能机器人传感器密
度也在持续提升,视觉、点云、触觉等传感器的增多导致需上传的数
据量呈指数级增长。一台配置 10个视觉传感器的人形机器人每分钟
将产生 1GB的原始数据,传统 “全量传输 + 云端/边缘推理”的模式
必然导致带宽拥塞、覆盖受限,尤其是小区边缘用户。
作为 AI与通信深度融合的下一阶段,语义通信旨在传输信息背
后最关键的“意义”,而非原始的数据比特。例如,仅需传输“前方有障
碍物,建议绕行”等指令级语义信息,替代庞大的视频或点云数据流,
从而以极低的带宽占用实现高效、准确的机器间协同,将通信效率提
升数个数量级。典型的语义通信的传输模式包含以下 2种。
(1)传输模式 1:为实现具身智能云端/边缘推理的实时性,用
户通常利用 Tokenizer从原始输入数据中提取关键相关语义特征,将
其传输至云端、边缘或网络侧服务器以支持 AI推理。这一过程既能
显著降低数据传输量,也可以降低由于云端/边缘拥塞导致的推理时
延。得益于语义特征间的上下文关联特性,传输过程中出现的错误或
丢失问题可通过预测机制实现补偿。
(2)传输模式 2:借助深度学习模型的特征提取与自适应编码能
力, Token1由用户设备进行语义提取后,经网络传输至服务器端,
用于两种核心场景:一是重建原始 AI输入数据,二是对恢复数据进
行二次 Token化处理,为后续 AI推理提供基础特征支撑。
由于具身智能推理通常针对特定任务,只需理解输入信息中的相
关信息,因此部分输入到推理模型中的应用数据具有一定的错误容忍
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性。在随机丢包的情况下,正确的语义传输,仍可达到可接受的 AI推
理质量。
无线传输可以利用具身智能任务推理过程中语义传输的可容错
特性提升信息交互效率,通过两层优化实现效率跃升:在应用层提取
多模态数据的关键特征,根据传输网络反馈的实时传输状态调整高感
知质量的信号表征;在传输层则利用可容错特性,通过网络的动态资
源调度,优先保障重要语义信息的低时延传输,从而整体提升具身智
能的覆盖和容量。
3)空间智能与通感一体化
在复杂多变的环境中,具身机器人需要具备空间感知能力,增加
视频感知的景深维度,获知周围物体的距离信息。该信息可用于实时
导航功能,实现视觉语言导航,也可用于构建世界模型,完成基于立
体视觉的训练阶段。未来网络将打破通信的壁垒,实现原生通感一体
化设计,为具身机器人的空间智能增加基站感知途径。具体而言,基
站(或接入点)将不再仅仅是数据收发设备,而是演变为集成了强大
感知能力的“通感一体”节点。它们能够利用自身发射的无线信号(如
毫米波)对周围环境进行高精度、三维、实时的成像、测距与定位,
从而为覆盖范围内的所有具身智能体提供一个共享的、远超其自身传
感器能力的“上帝视角”高精度环境地图。这极大地增强了智能机器
人(尤其是成本、功耗受限的设备)的环境感知与理解能力,并降低
了其对昂贵机载传感器的依赖。同时,计算能力将作为一种原生、可
调度的资源深度嵌入网络基础设施的各个层面(终端、边缘节点、云
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中心)。网络能够根据任务的实时需求,智能地、动态地将计算负载
在“端-边-云”之间进行最优分配与协同执行,实现通信资源与计算资
源的高效联合优化。
4)内生 AI网络
人工智能将成为未来网络架构的内生要素。网络本身将具备强大
的 AI能力,能够实时构建并运行一个与物理网络完全映射、并持续
同步的数字孪生网络。这个虚拟孪生体成为一个绝佳的测试和预测平
台,允许网络运营商在投入实际资源前,对新的调度算法、网络配置
或故障预案进行无损的模拟与推演。更重要的是,它可以提前数百毫
秒甚至更长时间预测网络状态的变化,从而为具身智能机器人提供
“预期性”的、端到端的确定性资源保障(如提前预留带宽、动态规
划最优通信路径)。在空口设计上,将出现 AI原生空口,其波形、编
码、调制等关键参数可能由 AI根据实时信道条件和业务特征动态生
成与优化,从而实现前所未有的频谱效率和传输可靠性。
5)平台与计算能力
通信与计算融合:通过移动边缘计算(MEC)技术,网络将强大
的 AI计算与数据处理能力部署至靠近机器人的边缘节点。这使得机
器人无需将海量数据回传云端,即可就近调用边缘算力完成实时环境
感知、路径规划和模型推理等复杂任务,实现低时延的端-边智能协
同。
传统架构中通信与计算/AI推理过程相互独立,由于通信链路的
波动性以及通信和计算/AI推理负载的波动性,一方面若分段保障通
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信时延和计算/AI推理时延会导致资源的冗余开销和低系统容量,另
一方面若无分段保障则导致端到端时延(包含通信与计算/AI推理)
难以稳定保障。与此同时,在多用户场景下,业务无感知的传输也会
导致系统的非理想编排和系统性能恶化,例如由于传输调度导致的计
算/AI推理突发和时延增长。
在 5G MEC降低路径时延的基础上,面向下一代移动通信系统,
3GPP正在讨论核心网提供计算和 AI推理服务,以使能通信与 AI推
理的深度融合,进一步提升系统性能,实现稳定的低时延端边智能协
同。通过建立 AI专有会话,从两个层面实现端到端时延的保障和系
统容量的提升:一方面,根据业务特征、推理状态和通信能力进行差
异化传输调度,实现通信和计算/AI推理互补以及系统理想编排;另
一方面,在获取计算/AI推理业务特征基础上,针对传输也可以进一
步实现传输拥塞控制和空口调度联合最优,使能传输层拥塞控制匹配
空口能力,提升传输资源效率,降低传输时延。
6)数据服务
未来网络可提供海量、高质量的低成本训练数据,解决具身智能
大脑训练数据匮乏、采集成本高等问题。随着业界 AIGC技术的发展,
基于 Stable Diffusion、Auto-regressive架构的环境-动作生成世界模
型逐渐成为具身智能数据合成的主流技术路径。通过输入一张图片/
一段视频及相关文本描述,世界模型可生成一段隐含具身智能体动作
规律的环境视频。但当前世界模型仅通过视觉的平面演化规律执行预
测,所生成视频的 3D一致性与物理遵从性不足,难以充分学习真实
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世界的客观物理规律。
得益于基础设施部署广泛等优势,未来网络结合内生感知(位置、
深度、速度)、定位(移动轨迹)等蕴含真实世界物理环境规律的广
泛通用数据,可基于条件生成、控制生成等关键技术为世界模型注入
真实世界物理环境的空间演化规律,通过提升合成训练数据质量并提
供海量合成训练数据来为具身智能厂商提升具身智能大脑能力。
此阶段的终极目标是构建一个原生智能、通感算深度融合、确定
性能力内生的全新网络架构。届时,网络将实现从被动连接的“管道”
到主动赋能“协同神经系统”的根本性升维,成为支撑具身智能在物
理世界中实现自由、安全、高效感知、认知与行动的不可或缺的基础
设施,最终引领社会步入真正的全域智能时代。
具身智能机器人终端要求和技术
具身智能机器人终端关键指标
1)频段:支持国内典型的 5G频段和制式。终端应具有备用天线
且备用天线至少支持频段表格中 5G N28/N1频段,避免天线断开导
致通信功能失效。
2)连接:终端需要必选 5G-A/Wi-Fi 能力其中 5G-A作为身份认
证的关键连接方式,支持随时随地安全管理。
3)射频指标:终端射频性能指标参考,符合 3GPPTS 38系列规
范要求,满足 GCF 5G终端协议、射频和 RRM一致性验证要求。
4)通信协作:接入统一的数字身份标识体系,支持能力属性凭
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证,具备接入认证,能力发布,多模态媒体协商及通道建立能力,支
持向网络发送多机协同和端网协同的意图指令。
具身智能机器人终端关键特性
具身智能机器人终端需要支持大上行、高可靠、移动性、短时
延等关键能力,需要支持关键特性,具体技术如下表所示。
表 6 具身智能机器人终端关键技术列表
分类 特性属性 典型特性名称举例 功能简要描述
基础能力体
验升级
大上行增
强
超级上行
支持 700/FA/
现上行边缘 20Mbps+
上行体验
增强
上行发射动态选择
增强
支持 2Band up to 3CC和 3Band up to 4CC
UplinkTxSwitching
下行体验
增强
下行 3载波聚合 支持下行 3载波聚合
1024QAM
支持 1024QAM PDSCH 配置、1024QAM
专用的MCS表和 CQI表
移动性增
强
DAPS/CHO/LTM
支持软切换或缩短切换用户面时延的移动
性增强
定位增强 SRS定位 支持室内高精度 SRS定位
网业协同体
验升级
网络感知
业务
用户面/控制面的特
征信息
如支持 PDU set特征信息、PDU setQoS参
数、DSR和精细化 BSR上报
业务感知
网络
网络拥塞感知与业
务自适应码率调整
业务基于网络报告感知网络拥塞状态(如
ECN)或网络传输速率(如 MAC CE),
进行动态自适应码率调整
可保障体验
升级
切片增强 支持切片增强 支持 URSP动态多切片
异系统可靠
性
Wi-Fi /5G
双链接及
双发选收
Wi-Fi /5G双链接
保活及双发选收
支持双链接保活确保切换时不丢帧,支持
双链路冗余发送和去重接收提高可靠性和
降低时延
智能体通信
智能体连
接
数字身份、任务级
组网、意图交互
支持基于数字身份的标识和凭证体系,支
持基于任务协作的群组及组内通信,支持
基于意图的非结构化指令交互
智能体协
作
数字身份、能力发
布、通信协作
支持基于数字身份的接入与认证,支持向
网络发布、变更、注销能力属性,支持与
人、虚拟智能体、其他机器人交互协作
端网协同
意图交互
基于意图的网络协
同
支持向网络发送非结构化的意图请求,包
括网络体验、通感通算等
应用无感
调用
原生调用网络能力
支持网络能力的原生调用,把网络能力作
为终端的内生服务
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具身智能机器人网络安全技术
具身智能机器人主要面临的安全风险
具身智能机器人是将大模型与物理实体(机器人)深度融合的系
统,其存在跨域特点,即同时存在于物理世界(机器人本体与实际生
活相接触)和信息世界(软件/AI/大模型等与虚拟世界相接触),相对
于传统的信息安全来说,它的安全边界更加模糊;一旦系统失控或遭
到恶意攻击,结果不仅仅影响到虚拟世界的资产信息,更可能直接对
物理世界造成严重破坏(设备损坏、人员伤亡,甚至社会/国家安全威
胁),风险远高于纯 IT软件等。
当前从国内已经发布或在筹备中的机器人相关安全标准上来看,
行业重点关注机器人本体的硬件安全风险(如:机械安全和电气安全
等),控制/功能安全风险(即机器人在操控过程中的物理失效风险),
信息安全风险(如:软件漏洞风险,通信安全风险,数据安全风险,
应用安全风险等),AI交互决策风险(具身智能机器人相关性最强)
以及其他类型风险。具身智能机器人安全标准及关注点如下表所示。
表 7 具身智能机器人安全标准及关注点
安全标准编号 安全标准名称 安全主要关注点
GB -2011 工业环境用机器人(安全要求) 硬件/控制
GB/T 38244-2019 机器人安全总纲 硬件/控制/信息/其他
GB/T 44253-2024 巡检机器人安全要求 硬件/控制/信息/运行
GB/T 45502-2025 服务机器人信息安全通用要求 硬件/控制/通信/应用
其中,与通信安全相关的风险,主要分为以下三类:
1)终端接入风险:具身智能机器人接入移动网络或其他网络中
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时,需要有双向身份认证,并在特定场景下叠加额外验证要求来保障
整体网络端侧暴露面安全,否则一旦有非法或被操控机器人接入到网
络中,容易对整个系统带来系统性风险,通过单点突破实现全网渗透。
2)数据泄露风险:具身智能机器人身上的传感器和摄像头等数
据采集单元,在持续迭代增加,以帮助其提升操控精度和数据分析准
确性等,势必会在不同行业使用中采集各类海量数据,并在大脑决策
后,向本地小脑等下发控制指令执行相关动作,其中潜在会涉及到部
分用户敏感信息的上传和关键控制指令的下达,所以保障这些数据不
泄露和不被篡改至关重要,需要在数据传输中提升数据安全性和完整
性,同时防止恶意重放攻击对机器人本体造成影响。
3)网络被攻击风险:具身智能机器人依赖于大模型的分析和指
令下达的基础是建立在其通信网络之上,当前主流的通信方式包含移
动网络,Wi-Fi ,蓝牙等,如果底层网络基础设施被渗透、漏洞利用
或攻击导致无法正常提供通信服务,会导致整个系统的工作异常,所
以需要通信网络在构建可靠性、可用性的同时,提升自身的抗攻击能
力,为具身智能机器人提供坚实可靠安全的通信底座。
具身智能机器人通信安全技术
移动通信网络作为具身智能机器人的中枢神经系统,在高速、高
效、低时延的传输数据和控制指令的同时,如何保障具身智能机器人
的网络合法接入,关键数据和控制指令的数据安全隐私,消减外部对
移动网络的恶意攻击保障通信稳定性等安全措施更是尤为重要。
从现阶段来看,移动互联具身智能机器人场景是万千物联终端联
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网的一个特殊分支,同样需要基于移动通信网络构建体系化、纵深防
护的具身智能机器人网络安全架构,其中可重点围绕终端接入安全,
网络通信安全,网络韧性和异常攻击防护等方面实现具身网络的安全
防护。
首先,合法终端的网络接入是移动通信安全互联的基础。具身移
动网络需基于 3GPP 标准要求,对终端接入进行双向认证(如:5G
AKA/EAP-AKA’),以防止未经授权的机器人或其他终端非法接入具
身网络。针对特殊场景的具身业务,如:存在固定作业区域,固定作
业时间段等指定性要求情况下,需要网络提供附加认证能力,如:二
次接入认证,电子围栏,SIM卡号与设备序列号绑定功能等,实现多
维度移动网络接入安全加固。
其次,具身智能机器人相对于服务型和工业机器人,需要通过更
多的传感器和控制单元实现类人的操作行为,期间采集或产生的大量
数据直接关系到整个系统的感知、决策及执行。所以,具身智能机器
人的数据隐私安全关系到系统的稳定运行及敏感数据的保护,移动通
信网络在其中重点承担保障数据通信传输安全和终端标识防泄漏的
职责。在无线空口接入侧,基站需提供基于 3GPP标准的空口加密和
完整性保护能力,如:ZUC/AES/Snow 3G。在承载数据回传侧,网络
需提供 IPSec等数据加密和完整性保护能力;针对特殊场景,需支持
采用商用密码部署满足不同行业的合规要求。通过 5G 提供的
SUCI/GUTI终端身份标识符隐藏机制减少机器人接入网络被仿冒的
风险,进而减少网络上被追踪和被中间人操控等风险。
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此外,移动通信网络自身需要具备较强的韧性能力,保障中枢系
统的稳定性、可靠性和可用性。因此通信网络除了需具备负载分担、
冗余备份、过载保护的通用韧性能力外,还能够抵御外部恶意的主动
攻击,如:信号干扰、畸形报文、DDoS攻击等,结合具身智能机器
人通信网络的部署情况,识别和划分关键业务区域,做好边界访问隔
离和入侵防护,构建分层纵深的网络防御体系。
最后,随着移动通信网络向自动化和智能化演进,未来潜在具身
智能机器人与通信感知融合,网络算力向智能开放和网络分布式架构
部署等多类场景。各类机器人的应用规模和形态种类上会持续增多,
需要移动通信网络有更大通量的加解密通信能力,轻量化、分布式和
更高效的认证接入方式以及相关通信协议安全能力提升。在数据处理
和存储安全方面,需要考虑网络感知数据的隐私保护,如:匿名化、
数据脱敏、去标识化等技术的应用提升数据采集和处理的安全性。面
向网络算力开放场景,探索隐私增强相关技术,如:差分隐私,同态
加密,联邦学习等,实现对 AI模型和数据的安全保护。
6 现有标准体系和标准建议
综上所述,前述章节系统梳理了具身智能机器人在“大脑-小脑-
本体”的协同演进、多样化业务场景下的网络保障需求(如超低时延、
高可靠、大带宽),以及 5G-A乃至未来移动通信网络的关键支撑技
术。分析表明,机器人智能化与网络化的深度融合是一个涉及多层级
硬件、异构算法、实时通信与安全保障的复杂系统工程。为确保不同
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厂商的机器人系统与通信网络能够高效、可靠、安全地互操作,同时
移动通信网络能够赋能具身智能机器人实现从单机智能向多机协同
的演进,打通具身智能机器人与移动通信融合的技术和生态断线,并
推动产业从技术验证走向规模化应用,建立统一、前瞻的标准体系已
成为不可或缺的基础性工作。为构建统一、兼容的产业生态,需汇聚
机器人、通信、人工智能领域主要厂商,体系化推进具身智能机器人
与移动通信融合的标准建设,协同国内与国际两条路径,并推动标准
在实际场景中落地验证。本章将聚焦于具身智能机器人与移动通信技
术融合的标准化需求,提出相应的标准体系框架与具体实施建议。
1)加快构建全链条标准框架
一是制定基础性能标准,明确具身智能机器人对移动通信网络的
核心需求(包括时延、带宽、边缘算力调度等关键指标),做好与 5G-
A、移动通信网络代际演进方向的衔接;二是统一协同接口与协议标
准,规范具身智能机器人终端、无线基站、边缘云、核心网之间的数
据交互协议,实现不同厂商设备的互联互通。
2)建立测试评价标准
具身智能机器人和移动通信融合,需要打通“端-网-云”全产业
链条,综合业务场景建模,体验指标评测,以及网络能力匹配等维度,
构建可量化、可落地的体验评测体系,推动具身产业高质量发展。围
绕具身智能机器人的响应时延、任务完成率、网络资源利用率等核心
指标,制定可量化、可落地的评测体系。
一是加速具身智能机器人中多模态实时交互体验质量的客观评
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估标准研制。依托主观实验数据研究多模态实时交互体验质量客观评
估模型,着力破解当前具身应用行业面临的用户体验评估缺乏量化标
准和主观评价效率偏低的问题,构建统一的具身应用用户体验评估标
准。二是识别具身智能机器人体验的 KQI和网络能力 KPI的映射规
则。具身智能机器人在工业精密装配、高危环境巡检、家庭陪护等不
同场景对网络的需求差异显著,可能在传统网络 KPI是“优良”时,
由于上行带宽不足,或时延抖动偏大,导致机器人的动作执行偏差,
动作执行无法精准匹配,故需要识别具身智能与网络能力供给的映射
规则。三是明确具身智能机器人业务体验评测方法和指标,精准指导
网络能力适配。建立行业全流程分级认证机制(如工业级、消费级),
基于“KQI-KPI”量化对应关系,制定网络 KPI波动对 KQI的影响评
估方法。规范场景化测试床(如多基站切换、电磁干扰环境)的搭建
标准,明确时延、带宽等测试工具的精度要求。
3)加强跨机器人与通信领域标准协同
在国内标准层面,应依托全国机器人标准化技术委员会(SAC/TC
591)与中国通信标准化协会(CCSA),构建面向具身智能机器人和
移动通信的技术体系和标准框架。该体系框架需重点聚焦以下关键领
域的技术研究与标准制定:
(1)智能体连接:智能体数字身份、生成式组网、AI流量 QoS
保障、端网意图交互等;
(2)智能体协作:实时多模态通信、跨网络跨协议多实体通信
协作、能力发布与发现,以及任务协同等;
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(3)端网协同:基于意图的网络协同、原生调用网络能力等。
(4)人形机器人通信规范:包含场景,通信需求和关键技术。
(5)人形机器人终端规范:通信频段,射频能力和天线性能等。
(6)人形机器人安全规范:终端接入安全,通信传输安全和网
络韧性安全等。
通过以上系统性、分层次的技术研究和标准化工作,旨在加速关
键技术的成熟与规模化应用落地,促进跨行业技术成熟并实现技术路
线的统一。
在国际标准层面,应充分依托国内在具身智能机器人与移动通信
融合领域的技术积累与跨行业联创经验,主动布局并引领关键标准的
制定。具体而言,在 3GPP标准中,应系统推动面向具身智能机器人
的智能体通信网络架构、端网智能体协同交互机制、通算、通感融合
等关键技术的标准化工作,构建具备满足智能体连接与智能体协作的
网络基础设施,为机器人的大规模通信协同提供技术底座。同时,在
IETF组织中积极推动智能体通信协议的制定与发布,统一智能体间
的交互语言与通信机制,解决跨平台、跨厂商设备在互联互通中的协
议壁垒,为规模化部署与生态协作奠定基础。此外,需协同 ISO/TC299
等国际机器人标准组织,共同定义跨层协议集成框架、语义通信模型
与端到端安全架构,实现从网络到应用层的全局协同,促进国产创新
成果与国际标准体系的双向融合。
4)标准落地:以测促用,构建产业闭环
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推动标准落地,需同步建立符合性测试与认证体系。建议建设
国家级测试验证平台,针对具身智能机器人的通信需求、多机器人
协同时延、定位精度、服务可靠性等关键指标开展标准符合性评
测。同时,通过重点行业的示范应用,形成“技术-标准-测试-应
用”的迭代闭环,加速技术成熟与生态壮大。
为确保前述标准体系的有效落地与产业赋能,必须同步构建权
威、统一的符合性测试与认证体系。依托国家级平台,建设具备公
信力的测试验证环境,重点针对具身智能机器人的核心功能,如多
机器人通信协同、跨网络跨生态协议一致性、多模态通信、端网意
图交互等——开展严格的标准符合性评测与认证。为产品研发与市
场准入提供权威的技术依据,并通过标准化评测引导产业技术迭代
方向,加速核心技术的成熟与产品化,并通过可复制的成功案例吸
引更多产业力量加入,最终驱动开放、协同的产业生态不断发展壮
大。
7 总结与发展倡议
随着人工智能与实体经济的深度融合,具身智能机器人作为能
与物理世界交互的智能实体,正成为推动产业变革的重要力量。其
与移动通信技术深度融合,在现有 5G-A网络基础上,通过充分挖
掘和引入面向机器人的大上行、低时延和高可靠等核心业务需求的
关键增强特性,构建可重构、自适应的网络架构,为具身智能机器
人提供高性能、高可靠与高智能的网络服务。同时随着智能体技术
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的快速发展,以及智能体通信技术的成熟,将彻底打破单体智能的
局限,迈向群体智能通信协作的新阶段。为进一步推动具身智能机
器人与移动通信技术融合发展,现从场景需求、技术研究、标准化
和产业联创四个维度提出以下总结与发展倡议。
1)场景需求与技术创新:以应用为牵引,推动技术扎根现实。
未来应坚定以场景需求为牵引的技术发展路径,在工业制造、
家庭服务等 ToB和 ToC领域,需进一步挖掘高频、高价值场景,例
如在物流、巡检、商业服务及家庭陪护等具体环境中实现商业化闭
环。倡议产业链各方深入合作,共同梳理典型场景,明确移动通信
技术为具身智能机器人带来的价值收益。
2)产业样板与标准推进:共建示范生态,加速价值闭环。
打破行业壁垒,构建开放协同的产业生态是融合发展的关键。
我们倡议移动通信、具身智能机器人、人工智能三大领域的企业持
续深化合作,共同组建更多跨行业的创新联合体,整合“产学研
用”全链条资源。各方应协力规划和建设一批典型行业的联创样板
点与示范项目,通过这些高质量的示范应用,验证技术方案的可行
性,展示商业模式的潜力,从而凝聚行业共识,树立产业标杆,加
速核心技术的规模落地与价值闭环。
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参考文献
[1]中华人民共和国国家互联网信息办公室发文
[2]国务院发展研究中心《中国发展报告 2025》
html
[3]工业环境用机器人(安全要求) -2011 2011 年 5 月
[4]机器人安全总纲 GB/T 38244-2019 2019 年 10 月
[5]巡检机器人安全要求 GB/T 44253-2024 2024 年 7 月
[6]服务机器人信息安全通用要求 GB/T 45502-2025 2025 年 3 月
[7]面向行业的 5G 网络通用安全能力技术要求 YD/T 6308-2024 2024 年 12 月
[8]5G 业务安全通用防护要求 YD/T 4696-2024 2024 年 3 月
[9]5G 网络运行安全风险与防护要求 YD/T 4695-2024 2024 年 3 月
[10]3GPP: TS Security architecture and procedures for 5G System
[11]NGMN:6G TRUSTWORTHINESS CONSIDERATIONS 2023 年 9 月
[12]面向公众应用的移动互联网网络质量评测方法 移动终端 APP 测速 YD/T
4760-2024
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附录 A
A1 缩略语
AMR:自主移动机器人( Autonomous Mobile Robot)
CA:载波聚合(Carrier Aggregation)
CAGR:年复合增长率(CompoundAnnual Growth Rate)
CHO:条件切换(Conditional Handover)
DDoS:分布式拒绝服务(Distributed Denial of Service)
DAPS:双激活协议栈(Dual Active Protocol Stack)
E2E:端到端(End to End)
eMBB:增强移动带宽(Enhanced Mobile Broadband)
eMTC:增强型机器类通信(Enhanced Machine Type Communication)
FOV:视野范围(Field of View)
HCS:通信感知融合(Harmonized Communication and Sensing)
KPI:关键性能指标(Key Performance Indicator)
KQI:关键质量指标(Key Quality Indicator)
LLM:大语言模型(Large Language Model)
LMF:位置管理功能(Location Management Function)
MEC:移动边缘计算(Mobile Edge Computing)
MIMO:多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output)
OTT:通过互联网提供服务(Over The Top)
OTA:空中下载(Over The Air)
PDU:协议数据单元(Protocol Data Unit)
QoE:客户感知体验(Quality of Experience)
QoS:服务质量(Quality of Service)
RAN:无线接入网( Radio Access Network)
RRC:无线资源控制器(Radio Resource Controller)
RTT:往返时延(Round Trip Time)
SIM:用户识别模块(Subscriber Identity Module)
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SLA:服务水平协议(Service Level Agreement)
SUL:辅助上行(Supplementary Uplink)
ToB:面向企业(To Business)
ToC:面向用户(To Customer)
ToH:面向家庭(To Home)
TRP:传输接收点(Transmission Reception Point)
TTI:传输时间间隔(Transmission Time Interval)
UCBC:上行超带宽(Uplink Centric Broadband Communication)
UPF:用户面功能(User Plane Function)
URLLC:超高可靠性超低时延通信(Ultra-Reliable Low-Latency Communication)
VLA:视觉语言动作模型(Vision-Language-Action)
A2 投入报告写作相关组织与机构
本研究报告由以下单位联合完成和发布:
中国移动通信研究院、华为技术有限公司、北京机械工业自动化研究所有限公司、
乐聚智能(深圳)股份有限公司、宇树科技股份有限公司、机器人质量基础与共
性技术工业和信息化部重点实验室、鼎桥技术有限公司、中国移动具身智能产业
创新中心、湖南大学、北京理工大学、上海人工智能研究院、北京人形机器人创
新中心、北京邮电大学、海信集团控股股份有限公司、五八智能科技(杭州)有
限公司、中国电信股份有限公司研究院、浙江人形机器人创新中心有限公司、浪
潮通信技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、深圳市优必选科技股份有限公司、
中国联合网络通信有限公司研究院、上海电器科学研究院、启智(芜湖)智能机
器人有限公司、北京航空航天大学、中信科移动通信技术股份有限公司、数字华
夏(深圳)科技有限公司、上海机器人产业技术研究院有限公司、维沃移动通信
有限公司、江苏移动信息系统集成有限公司、杭州云深处科技股份有限公司、上
海灵慧智能科技有限公司、深圳市人工智能与机器人研究院、美的集团人形机器
人创新中心、重庆凯瑞机器人技术有限公司、上海灵境智源科技有限公司、杭州
海康机器人股份有限公司
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本研究报告主要的作者(作者按姓氏笔画排序,排名不分先后):
丁雪、于金杨、于括、马传辉、王世超、王吉滨、王启舟、王昀、王法辉、王相
博、王俊芳、王晔、王涛、王梦涵、王磊、车竞择、毛翊超、方峥、方海鹏、左
俊、申林子、邢琳、朱秋国、仲琛、任驰、任容玮、全琪、刘人齐、刘少山、刘
佳璐、刘勇、刘莹、刘新、闫维新、许超、阮航、孙钊、孙洁香、孙博、李本旺、
李汉成、李汉涛、李金村、李晓华、李浩来、李晨仪、李琛、李磊、李皛、杨玮
玮、杨秋影、杨前进、杨铮、肖扬、肖寒、吴为、吴永海、吴雨璁、吴健、吴敏、
冷晓琨、汪汝伟、张驰、张杰、张雨婷、张浩男、张琪瑶、陈永伟、陈兴、陈志
丹、陈虹、陈虹、陈曦、和诚凯、金晨光、周汉、周忠祥、周琳、赵玉峰、赵军、
赵孝武、赵泽桐、胡凤旺、段洋洋、须海江、姜旭、秦文龙、秦修功、秦熠、聂
永丰、晋英豪、夏章抓、晁军显、徐志军、徐彦军、徐晖、徐婧文、徐瑞、奚伟、
栾恺、陶永、黄正磊、黄玥、黄雪、符海芳、章宇、梁乔玲、梁辰、梁学修、梁
诗雨、董丙银、蒋品、焦继超、曾捷、谢伟良、蓝华、雷丹丹、鲍磊、廖承斌、
谭斌、熊蓉、熊鑫、颜志、潘杰
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引言
1 具身智能机器人发展愿景与网络关系
具身智能机器人产业愿景及市场空间
具身智能机器人和移动通信网络的关系
2 具身智能机器人政策体系与产业协同建议
具身智能机器人、移动通信网络国家和行业政策
具身智能机器人和移动通信产业协同建议
3 具身智能机器人智能化分级和演进路线
具身智能机器人智能化分级
具身智能机器人核心能力演进
本体演进要素和方向
小脑演进要素和方向
大脑演进要素和方向
大小脑端云协同架构演进
4 具身智能机器人应用场景与移动通信网络需求
具身智能机器人应用场景分析
行业领域(ToB)应用场景
个人领域(ToC/ToH)应用场景
具身智能机器人业务流特征分析
行业领域(ToB)业务特征
个人领域(ToC/ToH)业务特征
具身智能机器人对移动网络的业务保障需求
行业领域(ToB)网络保障需求
个人领域(ToC/ToH)网络保障需求
具身智能机器人对网络保障需求指标
具身智能机器人业务指标与网络需求
具身智能机器人业务指标
具身智能机器人网络需求
5 具身智能机器人移动通信网络技术体系与关键技术
具身智能机器人通信网络关键技术
近期解决方案:5G-A基础连接能力
中期解决方案:5G-A增强与优化(1~3年)
长期解决方案:移动通信未来网络持续创新
具身智能机器人终端要求和技术
具身智能机器人终端关键指标
具身智能机器人终端关键特性
具身智能机器人网络安全技术
具身智能机器人主要面临的安全风险
具身智能机器人通信安全技术
6 现有标准体系和标准建议
7 总结与发展倡议
附录A
A1 缩略语
A2 投入报告写作相关组织与机构