一种面向具身智能的长时操作执行控制方法与系统与流程

本发明涉及人工智能与机器人学，具体是涉及一种面向具身智能的长时操作执行控制方法与系统。

背景技术：

1、在具身智能应用中，大语言模型驱动的智能体需要通过机械臂、底盘、夹爪等执行器与物理环境进行实时交互，完成抓取、导航等长时操作。与纯软件智能体的瞬时响应不同，这类物理操作一旦启动就会持续数秒到数分钟，期间系统仍需持续接收视觉、力觉等传感器数据，并随时响应新的任务指令。

2、本领域通用原理是：智能体以固定的时间间隔进行任务规划与决策，执行器则按照规划结果持续运行物理操作；当需要取消或抢占当前操作时，系统不能简单地终止整个任务，而是需要保存操作执行的中间状态、归还已占用的硬件资源，并在恢复时从被打断的精确位置继续执行，而非退回至任务起点或子任务边界重新尝试。

3、发明人知晓以下与本发明技术方案相关的现有技术：

4、发明人知晓的最接近的现有技术之一是公开号为“cn121447643a”的中国发明专利申请，其名称为“一种具身智能机械臂人机交互系统”。该专利文献公开了一种机械臂长时序任务的可中断执行与恢复方案，通过视觉检测判定临时任务优先级以触发生成中断指令，中断时采集关节角度与末端位姿等状态快照，恢复时经大语言模型生成过渡子任务并校验后继续执行。但该文献的中断传播依赖应用层视觉检测策略判断，未涉及运行时协程间取消信号的自动传播；其恢复路径以局部重规划为核心手段，依赖大语言模型在线生成过渡子任务且计算开销较大，未提供基于阶段级检查点的确定性增量式续跑能力；且缺少对已产生硬件副作用的一致性撤销机制。

5、该专利文献说明书第[0017]段至第[0022]段、第[0051]段至第[0057]段、第[0023]段至第[0027]段以及第[0125]段至第[0169]段具体描述了其中断决策、状态快照采集、局部重规划及约束校验机制。

6、发明人知晓的最接近的现有技术之二是公开号为“cn122332218a”的中国发明专利申请，其名称为“一种基于微内核和智能驱动的多智能体协作操作系统”。该专利文献公开了一种多智能体协作场景下的进程级异常隔离与断点恢复方案，通过计算动态推理偏移指数识别认知漂移与越权异常后锁定内存沙箱、擦除异常阶段记忆数据并注入恢复提示向量，最终唤醒进程从断点处恢复推理。但该文献聚焦于操作系统层面的进程调度与隔离，恢复模式为擦除错误上下文后的重注入，仅针对认知漂移和越权两类特定异常，未涵盖外部事件触发的主动式中断及阶段级检查点的增量式续跑能力。

7、该专利文献说明书第[0005]段至第[0012]段、第[0073]段至第[0080]段具体描述了其异常隔离、上下文替换与断点唤醒机制。

8、发明人知晓的最接近的现有技术之三是公开号为“cn122387634a”的中国发明专利申请，其名称为“基于有向无环图与状态机的多智能体长周期任务编排系统”。该专利文献公开了一种面向大语言模型长周期任务编排的死循环熔断与断点续跑方案，通过斯内尔包络值确定阻断时机后对运行栈进行切片清洗并生成摘要检查点，最终插入静态规则节点加载检查点完成续跑。但该文献主要针对大语言模型隐式死循环这一特定异常，续跑方式为将不确定推理路径替换为确定性规则节点接管，属于降级兜底策略而非上下文感知式的精确恢复，且未涉及主动式中断场景。

9、该专利文献说明书第[0010]段至第[0013]段、第[0080]段至第[0092]段以及第[0106]段至[0114]段具体描述了其包络阻断决策、运行栈切片清洗及断点续跑机制。

10、基于上述背景技术的分析，具身智能长时操作在执行过程中存在以下技术挑战：

11、现有的协作式并发模型其取消机制本质上是扁平的，父协程被取消后动态构造的子协程因尚未注册至父作用域而无法感知取消事件，形成父已取消—子晚构造—子未感知的时间窗口缝隙。

12、现有断点续跑方案普遍采用粗粒度检查点策略，如数据批次重放、运行栈切片接管或上下文擦除重注入等，均缺少阶段级细粒度检查点机制，中断恢复时无法从操作内部的中间状态点精确续跑。

13、另一方面，具身智能操作会产生不可逆的硬件副作用并占用独占性资源，现有技术方案的中断处理逻辑围绕计算状态保存与恢复展开，对硬件指令撤销与资源归还缺乏内置约定；

14、总的来说，当前缺少一种在具身智能长时序操作任务面临高优先级外部事件触发主动式中断的场景下，仍然能够同时实现以下效果的方法：取消信号在具有父子嵌套关系的协程作用域中的层级化可靠传播、基于阶段级细粒度检查点的增量式状态续跑、以及硬件副作用与独占资源的原子化撤销。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种面向具身智能的长时操作执行控制方法和系统。本发明的技术方案如下。

2、本发明提供一种面向具身智能的长时操作执行控制方法，包括以下步骤：

3、s1、接收自然语言指令，将其编排为由n个操作组成的复合任务，并为任务及各操作分配唯一标识；

4、s2、登记操作标识与活动状态，读取操作规约声明的资源集合，并准备从运行时根派生子取消令牌；

5、s3、构造树形子取消令牌，并执行构造时镜像父令牌状态；

6、s4、驱动物理执行引擎开始执行操作的正向逻辑；

7、s5、检测到取消后，操作进入统一回滚路径，并执行反向回滚栈的后进先出与失败隔离组合；

8、s6、捕获取消或其他异常，调用相应钩子，持久化终止结果，清理句柄与活动状态，并将子取消令牌从令牌树解绑；

9、s7、采用有界排空方法等待已取消子任务协作停止，防止不协作的操作体无限阻塞停止路径；

10、s8、收到恢复指令后，任务编排模块加载最近一次成功的检查点，从运行时根派生新的未取消子令牌，并从对应阶段入口继续执行。

11、优选的，步骤s3具体包括以下步骤：

12、s31、读取父令牌的当前状态，判断父令牌是否已取消；

13、s32、根据父令牌的当前状态进行分支处理。

14、优选的，步骤s32具体为：若父令牌已取消，则在子令牌构造阶段立即调用子令牌取消方法将子令牌标记为已取消，使随后执行的取消检查直接终止操作；若父令牌未取消，则将子令牌接入令牌树，后续由父令牌在取消方法中以深度优先方式向各活子令牌递归传播结构化取消原因。

15、优选的，步骤s4具体包括以下步骤：

16、s41、按操作规约声明请求各类资源的租约并记录获取顺序；

17、s42、随后按显式阶段划分执行正向逻辑，每个阶段的入口设置嵌套了子取消令牌状态轮询的等待点；

18、s43、每个阶段产生硬件副作用前向回滚栈注册对应的反向动作；

19、s44、每个阶段完成后，通过会话存储追加方法将该阶段的执行结果持久化为会话记录条目；

20、s45、等待点检测到取消信号时跳转至步骤s5。

21、优选的，所述会话记录条目包含操作标识、阶段序号、结果摘要及时间戳等字段。

22、优选的，步骤s5具体包括以下步骤：

23、s51、操作在等待点检测取消令牌，检测到取消后调用取消钩子并停止继续执行正向动作；

24、s52、按照后进先出顺序逐项弹出并执行回滚栈中的反向动作，使后产生的副作用先被撤销；

25、s53、每个回滚回调均由失败隔离调用器独立执行，单个回调失败仅记录异常，不阻断其余回调继续回滚；

26、s54、在最终分支中按资源锁获取顺序的反序释放全部租约，保证正常路径与异常路径均不遗留资源锁。

27、优选的，步骤s7具体包括以下步骤：

28、s71、记录等待开始前调用方的取消计数；

29、s72、向子任务发送取消信号，并在屏蔽外部取消干扰的条件下进行带时限等待；

30、s73、若子任务在宽限窗口内结束，则按协作完成或异常完成返回；若宽限期届满仍未结束，则停止等待并为该子任务安装后续异常观察回调；

31、s74、比较等待前后的调用方取消计数；若计数增加，则传播调用方自身的级联取消，否则返回子任务的排空结果。

32、另一方面，本发明提供一种面向具身智能的长时操作执行控制系统，应用于上述的一种面向具身智能的长时操作执行控制方法中，其特征在于，包含以下模块：

33、会话与回合控制模块，用于接收自然语言指令与上层调度事件，维护会话与回合簿记；

34、操作管理模块，用于封装操作的完整生命周期，维护内存状态存储，将取消信号映射为会话记录持久化、回滚与资源释放。

35、资源锁管理模块，用于实现有序键确定性获取、反序释放、中途异常自动回滚；返回租约句柄，租约的释放操作具有幂等性。

36、树形取消令牌模块，用于实现父/子/解绑协议，构造时立即镜像父状态，取消时按结构化原因深度优先传播。

37、有界排空模块，用于区分调用方级联、协作完成、宽限期过期三类取消源，配合默认宽限窗口确保操作管理模块不被不协作的操作体阻塞。

38、具身动作原语模块，用于每个操作内部以阶段、回滚回调、检查点三件套组织，涵盖导航、抓取、放置、语音等具身动作原语。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在以下几个方面：

40、1.取消信号可靠传播与会话级精确恢复，对应步骤s3和步骤s4。针对协作式取消模型父已取消—子晚构造—子未感知的时间窗口缝隙以及中断后难以从操作内部中间状态续跑的问题，采用树形取消令牌的构造时镜像，在子令牌构造阶段立即回查并锁定父状态，使父取消信号以零额外运行时开销可靠到达任意子协程。因此，取消检测从开发者的分散义务变为运行时强制，时间窗口缝隙被彻底消除；长时操作中断后可从会话记录最近成功的回合边界续跑，相对整图重跑方案平均恢复耗时降低。

41、2.副作用与资源锁的反向回滚自动完备，对应步骤s5。针对取消发生时仅有异常传播、缺乏撤销该阶段已发出的硬件指令或归还已获取的独占资源的内置约定的问题，本发明设计反向回滚栈按后进先出顺序逐项弹出并执行反向动作，每个回滚回调由失败隔离调用器独立执行。效果上，副作用撤销顺序由数据结构自动保证，回滚过程达成副作用清除能力，正常路径与异常路径下资源锁均能正确释放。

42、3.停止路径硬性时间上限与事务级保证，对应步骤s7。针对停止路径无硬性时间上限、操作管理模块可能被不协作子操作体无限阻塞的问题，采用有界排空设计，在屏蔽外部取消干扰的条件下进行默认50毫秒的限时等待并通过调用方取消计数比对区分三类情形。效果上，停止路径获得确定的时间上限，机械臂硬取消信号的端到端延迟降至50毫秒量级；上述机制整合后为具身长时操作提供完整执行、完整回滚或检查点恢复续跑的数据库事务级保证。