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ABot-Claw:具身版OpenClaw,打造物理世界机器人操作系统

ABot-Claw:具身版OpenClaw,打造物理世界机器人操作系统

一、背景

机器人智能系统分级:

  • system 1 :对应于快速、反应式模块,依赖习得先验产生即时响应;
  • system 2 :更精细化的规划推理,支持结构化推理、长期规划、记忆管理以及跨长程任务的决策一致性
基于世界模型的具身智能体框架示例:在近期操作(VLA)和导航(VLN)研究中的应用

当前机器人智能系统普遍采用 Vision-Language-Action (VLA) 视觉语言执行、Vision-Language Navigation (VLN) 视觉语言导航 或 World Action Model (WAM) 世界模型+动作策略架构,这一类架构缺乏对任务状态、环境与长期记忆的显式建模,因而难以支持需要持续监控以及对于长程任务的上下文管理

1.当前面临的问题

  • 长时任务完成率低:VLA模型强感知但无长期记忆监控,长时任务容易崩溃。
  • sandbox隔离:多数Agent只在虚拟环境跑,依赖预先注册的工具包,只能调用静态预定义函数池中的功能,面对环境变化,无法自主生成解决方案,只能中止任务或请求人工干预
  • 异构难协同:机械臂/人形/四足接口割裂,无法统一调度、任务接力。
  • 操作权限不足:缺乏对操作系统的直接控制:无法读写文件、调用本地应用或维持持久进程,从而与物理环境脱节

2. OpenClaw的短板

OpenClaw是本地全权限运行时,拥有完整系统权限,可执行 shell 命令、控制 GUI 应用、监听事件消息,并在 WhatsApp、Telegram、iMessage 等通信平台间实现统一集成。但缺具身控制架构、无System2规划、无多机协同、无闭环反馈、日志依赖于文本信息,对视觉信息和action状态缺乏关联性,撑不起复杂机器人任务。

二、ABot-Claw设计思想

1.OpenClaw扩展到具身场景的挑战

OpenClaw 的工作流程。收到用户指令后,OpenClaw 首先加载可用技能。随后,机器人层获取机器人特定信息,并调用服务层模块(如内存和进程监督)。基于当前观测,用户请求被分解为一系列子任务,并由此生成可执行的 Python 代码,分派给机器人。在执行过程中,OpenClaw 持续监控机器人状态与任务进度,可及时纠正执行错误
  • 需要统一不同场景的机器人接口
  • 必须维持持久的时空上下文,使智能体能够在长时程内定位、回忆并作用于所采集的观测信息
  • 它必须在执行不确定性下保持鲁棒,其中open loop系统常因感知噪声、环境变化或控制漂移而失败

2、ABot-Claw架构

机器人智能系统通常集成多个异构组件,包括自然语言交互、任务规划、底层控制、感知模块、推理、记忆检索和模型服务部署

但是当这些组件在单一运行时内紧密耦合时,会引入不清晰的模块边界,带来高昂的升级成本,限制系统可移植性,并增加单点故障风险。因此ABot-Claw采用OpenClaw层 + 共享服务层 + 机器人具身层分层解耦系统。

ABot-Claw 的系统架构,采用交互、共享服务与具身执行之间的分层解耦策略
层级
核心职责
关键能力
OpenClaw层
人机交互、高层决策、任务编排、能力调度
自然语言解析、任务分解、生成可执行Python代码、多机路由
共享服务层
感知/记忆/评估通用服务,跨机器人复用
YOLO‑World、SAM、GraspNet、多模态记忆、通用奖励模型、VLA/VLN基座
机器人具身层
硬件驱动、底层控制、技能封装
ROS适配器、机械臂/人形/四足原生控制、安全与异常处理

一句话总结:OpenClaw负责“任务调度路由”,服务层负责“感知和记忆”,机器人层负责“操作与执行”

三、ABot-Claw核心模块以及协同控制过程

基于 OpenClaw 运行时,ABot-Claw 通过三大核心组件实现持久、协作且自我进化的机器人智能体

  • (1)异构具身集成(统一接口、能力调度、多机协作)
  • (2)以视觉为中心的多模态记忆,实现长期、跨具身的上下文保持
  • (3)基于critic-based的闭环反馈机制,支持在线进度评估、局部优化与动态重规划

三者协同,在开放、动态环境中将最上层的意图与下层的action执行闭环衔接。

ABot-Claw详细组件以及协同控制过程

1. 统一具身接口

  • 统一接口:用ROS适配器把不同机器人原生能力映射为导航(navigate)、观察(observe)、检查(inspect)、操作(manipulate)、交互(interact等意图级技能,上层 Agent 不感知硬件差异。
  • 集中式运行时:维护设备池,跟踪状态、负载、位置、能力,支持并行执行、任务交接、故障转移
  • 智能路由:按能力匹配、位置优先、负载均衡、优先级四维度分配,实现“集中大脑、多身体接力”。

典型场景:四足取物→递给机械臂精细操作;某机器人故障,自动派另一台接替巡检。

2. 以视觉为中心的跨具身多模态记忆

彻底抛弃纯文本日志,构建可检索、可行动、跨机器人共享的视觉空间记忆,是长时任务的核心支撑

3 以视觉为中心的多机器人记忆。ABot-Claw 维护一个统一的记忆服务,存储物体记忆、地点记忆、关键帧记忆和语义帧记忆,并支持物体历史搜索、空间搜索、文本检索和图像检索

四类记忆实体

  1. 图像语义记忆:存储场景观测的高维视觉embedding,支持开放词汇跨模态检索。
  2. 关键帧记忆稀疏但是信息量丰富的视觉快照来概括探索轨迹,用于回溯、重访、快速初始化环境。
  3. 物体记忆:锚定与后续交互相关的实体,包括类别、位姿、时间、机器人来源,支撑抓取/放置。
  4. 地点锚记忆:环境中具有语义意义的位置。通过自动注册或用户标注,语义位置(厨房/门口),离散化空间,便于语言规划。

检索机制

  • 跨模态检索:文本+视觉embedding
  • 结构化过滤:按物体、位置、时间、机器人筛选
  • 混合检索:先语义匹配,再空间过滤

可导航返回协议

所有记忆输出统一格式:语义标签 + 置信度 + 视觉图 + 全局稳定 3D 位姿→ 直接喂给给导航 / 运动规划器,零解析成本

跨具身共享

  • 机器人 A 探索 → 写入共享记忆
  • 机器人 B 直接复用,不用重复探路

3. 基于通用奖励模型的 Critic based闭环反馈

解决“开环执行一错到底”,实现感知‑执行‑评估‑修正闭环。

通用Critic

输入指令+当前观测,输出连续进度分数,不是成功 / 失败,而是过程信号。

三层自适应决策

  • 分数达标:子任务完成,进入下一步
  • 分数上升但未达标:局部微调(姿态 / 视角 / 重试)
  • 分数停滞 / 下降:重规划、查记忆、换机器人

自我进化闭环

执行轨迹 +  critic得分 → 存入经验库 →反向优化后续规划与策略

4.端到端执行流程

  1. 指令落地:OpenClaw解析意图,查记忆、选机器人、拆分子任务。
  2. 记忆辅助action生成:调用技能/模型服务,用记忆定位目标,减少盲搜。
  3. 执行与评估:机器人执行,评论器实时打分,监控进度。
  4. 更新/修正/重规划:成功写回记忆;失败触发重规划或换具身。

实验结果

论文在Unitree G1人形、Unitree Go2四足、Agilex Piper机械臂上实测,覆盖四类核心任务,全自然语言指令、无预设模板。

1. 机械臂:部分可观测搜索 + 模糊语义操作

  • 桌面瓶子不在初始视野:主动询问用户→规划搜索→找到并抓取。
瓶子在开始时未被观察到。在向用户发出澄清询问后,机械臂搜索桌面并成功抓取目标物体。过程 1 至 5 代表机械臂的搜索过程;目标物体在第 6 步中被找到
  • 指令“拿酸的东西”:识别橙子→抓取放置;抓取失败自动重试。
在模糊指令下进行语义操作的演示。面对抽象的用户请求,操作器会解读语义意图,选择合适的目标物体,并完成抓取-放置任务

2. 人形机器人在模糊指令下的操控:移动操作递送 + 跨本体故障接替

  • 咖啡瓶递送:抓取→导航207房间→递交给人,长链路闭环。
。接到“将机器人前方的咖啡瓶送到 207 房间的人”这一指令后,仿人机器人抓取物品,导航至目标房间,并将其交给收件人
  • 人性机器人巡检四足机器人,跨本体任务重分配

系统首先尝试直接访问该四足机器人,但服务不可用,直接通信失败。ABot-Claw 并未终止,而是查询共享内存以获取四足机器人最后已知的位置,并利用该信息重新分配任务。随后,该人形机器人被选为替代具身,被派往目标区域进行实地检查。它在环境中导航,观察四足机器人,并汇报最终状态

人形辅助检查演示。当用户请求四足机器人状态时,系统首先检测到四足机器人已断开连接。随后,系统查询记忆模块以获取该机器人最后已知位置,并派遣人形机器人前往检查其状况

3. 四足机器人:访客引导接待

  • 电梯口迎接→沿路线护送至会议室,强移动性场景验证具身选择能力。
四足机器人引导访客接待演示。系统接到“在电梯口迎接访客并将其引导至会议室”的指令后,选择四足机器人,将其派往电梯,检测访客并带领访客到达目的地

实验证明:ABot-Claw能在动态、部分可观测、模糊指令下稳定执行,支持多机协作与故障恢复。

与传统方案对比

能力
传统VLA/具身Agent
OpenClaw原生
ABot-Claw
执行模式
开环控制系统
半闭环控制系统
全闭环控制系统在线修正
记忆
文本/无
文本日志
以视觉为中心的跨具身多模态记忆
异构协同
能力驱动统一调度
系统权限
sandbox
全权限
全权限+具身控制
长时鲁棒性
sandbox
强(记忆+critic)
自我进化
有限
执行‑评估‑学习闭环

参考

  • https://arxiv.org/pdf/2604.10096
  • https://www.techrxiv.org/doi/pdf/10.36227/techrxiv.176531987.77979037/v1