# 飞行机械臂 × 模仿学习/强化学习：100 个论文选题

## 选题设计说明

以下选题以 **2026 年 7 月 23 日**为时间基准，默认采用“**高保真仿真为主、实物验证可选**”的研究模式。

你提出的要求中包含“尽可能覆盖综述”，但基本信息中明确希望避开综述，因此下面不设置纯综述题目，而是通过基准研究、实证比较和方法学研究覆盖综合分析角度。

近两年的一个重要变化是，飞行机械臂开始借鉴通用机器人操作范式。2025 年的 Flying Hand 工作采用末端执行器中心接口，并展示了 ACT 模仿学习在飞行操作中的应用；2026 年 AIR-VLA 进一步建立了专门面向飞行机械臂的 VLA 仿真基准和遥操作示范数据集。

同时，机器人学习热点正集中在以下方向：

- 生成式策略；
- 扩散策略与流匹配；
- 空间等变性；
- VLA 跨具身迁移；
- 世界模型；
- 离线到在线强化学习；
- 安全自改进；
- 机器人基础模型；
- 多模态感知与长时序任务。

需要注意：部分 2025—2026 年方向目前仍主要以预印本形式出现，代表潜在研究趋势，但不等于已经形成稳定结论。表中的“研究空白”是适合开题时进一步验证的候选空白，正式确定题目之前仍需进行针对性的文献检索和查重。

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## 一、数据集、仿真环境与评价基准

| 序号 | 选题名称 | 研究类型 | 主要研究问题 | 创新点/研究空白 | 难度评估 | 所需资源评估 |
|---:|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 面向飞行机械臂的统一学习基准与任务套件 | 技术 | 如何用统一观测、动作和指标比较模仿学习、强化学习与 VLA？ | 补足跨算法、跨任务不可比的问题，并兼容 AIR-VLA 式接口 | 容易 | 中 |
| 2 | 强扰动飞行机械臂鲁棒学习基准 | 技术 | 不同风场、载荷突变和基座振荡下，策略何时失效？ | 建立扰动强度、成功率和安全性的标准化评测曲线 | 中等 | 中 |
| 3 | 长时序飞行维护任务基准 | 技术 | 现有策略能否完成定位、接近、操作与撤离等连续阶段？ | 把长时序误差积累和任务恢复纳入统一评价 | 容易 | 中 |
| 4 | 接触丰富型飞行操作仿真基准 | 技术 | 插接、按压、旋拧等任务中，学习策略能否稳定处理接触？ | 建立专门面向飞行机械臂接触操作的标准环境 | 中等 | 多 |
| 5 | 飞行机械臂失败轨迹与纠错数据集 | 实证 | 失败数据是否能提升策略的恢复能力与可靠性？ | 从只收集成功示范转向显式建模失败原因和纠错动作 | 容易 | 中 |
| 6 | 跨构型飞行机械臂统一动作表示 | 理论 | 不同无人机和机械臂自由度如何共享同一策略输出空间？ | 比较末端中心、关节中心和混合动作空间的可迁移性 | 容易 | 中 |
| 7 | 由人类视频生成飞行操作示范数据 | 技术 | 无机器人动作标签的人类视频能否转化为飞行操作监督？ | 结合物体运动、相机运动和逆动力学弥合具身差异 | 困难 | 多 |
| 8 | 多视角合成数据对飞行模仿学习的增益规律 | 实证 | 合成视角数量与视觉泛化能力之间是什么关系？ | 给出数据规模、视角覆盖与性能之间的经验规律 | 容易 | 中 |
| 9 | 专家示范质量自动评分方法 | 技术 | 如何在训练前识别低质量、冲突和冗余示范？ | 用可达性、平滑性、任务进展和不确定性联合评分 | 容易 | 少 |
| 10 | 飞行机械臂策略评价指标体系 | 实证 | 成功率之外，怎样衡量安全、能耗、接触质量和恢复性？ | 构建适合长时序任务的多目标评测协议 | 容易 | 少 |

## 二、行为克隆与模仿学习

| 序号 | 选题名称 | 研究类型 | 主要研究问题 | 创新点/研究空白 | 难度评估 | 所需资源评估 |
|---:|---|---|---|---|---|---|
| 11 | 带扰动记忆的末端中心 ACT 策略 | 技术 | 历史基座运动是否能提高动作块预测的稳定性？ | 把时序扰动记忆引入末端中心动作分块策略 | 中等 | 中 |
| 12 | 固定机械臂策略向飞行机械臂的跨具身迁移 | 技术 | 桌面操作策略能否低成本迁移到浮动基座系统？ | 分离任务语义与具身动力学，减少飞行示范需求 | 困难 | 多 |
| 13 | 飞行机械臂少样本上下文模仿学习 | 理论 | 一至五条示范能否让策略快速适应新操作任务？ | 研究面向浮动基座的上下文示范编码与快速适应 | 困难 | 多 |
| 14 | 层次化技能模仿学习用于长时序飞行操作 | 技术 | 如何自动分解接近、对准、操作和退出等子技能？ | 学习技能边界和高层调度，降低长时序行为克隆误差 | 中等 | 中 |
| 15 | 主动选择最有价值的飞行示范 | 实证 | 在固定采集预算下应优先收集哪些状态和任务？ | 以策略不确定性和状态覆盖度驱动示范采集 | 容易 | 中 |
| 16 | 含噪与次优示范下的鲁棒行为克隆 | 实证 | 示范存在抖动、延迟和误操作时如何避免性能退化？ | 联合估计示范可信度并进行样本重加权 | 容易 | 少 |
| 17 | 视觉—状态—语言多模态示范融合 | 技术 | 不同模态缺失或冲突时如何学习稳定策略？ | 采用模态可靠性门控与缺失模态训练 | 中等 | 中 |
| 18 | 仿真人机干预式 DAgger 用于飞行操作 | 实证 | 少量在线纠正能否显著减少分布偏移？ | 在仿真中设计低成本干预机制和主动查询策略 | 容易 | 中 |
| 19 | 跨平台示范的逆动力学重标注 | 技术 | 异构平台轨迹如何转换为目标飞行机械臂动作？ | 通过学习型逆动力学自动生成目标动作标签 | 容易 | 中 |
| 20 | 持续模仿学习中的灾难性遗忘抑制 | 理论 | 连续学习新任务时如何保留旧技能？ | 结合技能记忆、参数隔离和示范回放实现持续学习 | 中等 | 中 |

## 三、扩散策略、流匹配与生成式策略

| 序号 | 选题名称 | 研究类型 | 主要研究问题 | 创新点/研究空白 | 难度评估 | 所需资源评估 |
|---:|---|---|---|---|---|---|
| 21 | SE(3) 等变扩散策略用于飞行操作 | 理论 | 空间对称先验能否提升样本效率和姿态泛化？ | 把三维旋转平移等变性嵌入飞行动作去噪过程 | 困难 | 多 |
| 22 | 流匹配策略在飞行机械臂中的效率与性能研究 | 技术 | 流匹配是否比扩散策略更适合实时连续控制？ | 系统比较采样步数、稳定性、多模态性和延迟 | 中等 | 中 |
| 23 | 不确定性感知的自适应动作块策略 | 技术 | 策略应在什么情况下缩短动作块并重新预测？ | 根据预测熵和环境变化动态调整动作执行视野 | 中等 | 中 |
| 24 | 长时序飞行任务的层次扩散策略 | 技术 | 生成式策略如何避免多阶段任务局部成功、整体失败？ | 高层生成子目标，低层生成连续动作块 | 困难 | 多 |
| 25 | 能耗约束下的生成式飞行动作策略 | 技术 | 如何在完成操作的同时减少悬停和机械臂运动能耗？ | 在生成分布中显式建模能耗与成功率权衡 | 中等 | 中 |
| 26 | 安全约束引导的扩散策略 | 理论 | 如何保证采样动作满足碰撞、姿态和推力约束？ | 用可微安全投影或约束引导修正生成轨迹 | 困难 | 多 |
| 27 | 多解飞行操作的多模态策略学习 | 实证 | 存在多条可行路径时如何避免行为克隆产生均值动作？ | 用生成式策略建模多峰动作分布和模式覆盖 | 容易 | 中 |
| 28 | 接触状态条件化的扩散操作策略 | 技术 | 显式接触阶段信息能否提高插接和旋拧成功率？ | 联合生成接触状态序列与连续动作 | 中等 | 中 |
| 29 | 飞行扩散策略的蒸馏与一致性加速 | 技术 | 如何把多步采样压缩为单步或少步实时推理？ | 面向机载实时性研究策略蒸馏和一致性训练 | 中等 | 中 |
| 30 | 可行性评论器引导的生成式策略 | 技术 | 如何在不依赖传统轨迹优化器时剔除不可行动作？ | 学习动力学可行性评论器并在采样过程中闭环引导 | 中等 | 中 |

## 四、强化学习、离线强化学习与模仿—强化融合

| 序号 | 选题名称 | 研究类型 | 主要研究问题 | 创新点/研究空白 | 难度评估 | 所需资源评估 |
|---:|---|---|---|---|---|---|
| 31 | 基于示范数据的飞行机械臂离线强化学习 | 实证 | 离线强化学习能否超越纯行为克隆并避免分布外动作？ | 针对浮动基座设计保守价值估计和动作约束 | 中等 | 中 |
| 32 | 模仿预训练与强化学习精调的统一框架 | 技术 | 怎样用强化学习纠正示范偏差而不破坏已有技能？ | 研究阶段切换、混合损失和失败数据利用机制 | 中等 | 中 |
| 33 | 动态扰动下的风险敏感强化学习 | 理论 | 如何优化极端失败风险，而不只是平均回报？ | 将 CVaR 或分布式价值用于风扰和载荷突变 | 中等 | 中 |
| 34 | 飞行机械臂快速任务适应的元强化学习 | 理论 | 策略能否通过少量交互适应新物体和新动力学？ | 将任务语义与动力学上下文共同编码 | 困难 | 多 |
| 35 | 多任务飞行操作的共享表示强化学习 | 技术 | 哪些视觉和动力学特征可在不同任务之间共享？ | 分离通用技能表示与任务特定策略头 | 中等 | 中 |
| 36 | 基于耦合强度的课程强化学习 | 实证 | 任务难度应如何按基座—机械臂耦合程度递增？ | 用可测耦合指标自动生成训练课程 | 容易 | 中 |
| 37 | 飞行机械臂无监督技能发现 | 理论 | 无任务标签时能否发现接近、稳定和接触等技能？ | 面向三维浮动基座设计技能多样性和可控性目标 | 困难 | 多 |
| 38 | 偏好反馈驱动的飞行操作强化学习 | 实证 | 无需手工奖励时，偏好信息能否指导策略优化？ | 比较人工偏好、规则偏好与 VLM 偏好奖励 | 中等 | 中 |
| 39 | 稀疏奖励下的目标条件飞行操作学习 | 技术 | 仅给目标状态时如何解决探索困难？ | 结合目标重标记、示范先验和层次技能 | 中等 | 中 |
| 40 | 面向飞行操作的模型式强化学习 | 理论 | 学习动力学模型能否减少仿真交互并提升泛化？ | 统一预测基座、机械臂、接触与视觉状态转移 | 困难 | 多 |

## 五、世界模型与策略自提升

| 序号 | 选题名称 | 研究类型 | 主要研究问题 | 创新点/研究空白 | 难度评估 | 所需资源评估 |
|---:|---|---|---|---|---|---|
| 41 | 飞行机械臂视觉—动力学联合世界模型 | 技术 | 能否同时预测未来图像、状态、接触与任务进展？ | 构建适合强耦合、部分可观测系统的多模态世界模型 | 困难 | 多 |
| 42 | 用于无实物测试的可控视频世界模型 | 技术 | 世界模型能否可靠排序不同飞行操作策略？ | 以动作条件视频生成替代大量实物或高成本仿真评测 | 困难 | 多 |
| 43 | 世界模型想象数据驱动的策略自提升 | 技术 | 策略能否在想象空间生成成功轨迹并自我训练？ | 形成无需实物交互的生成、筛选和精调闭环 | 困难 | 多 |
| 44 | 不确定性校准的飞行世界模型 | 理论 | 世界模型何时可信，何时应停止想象滚动？ | 联合建模认知和随机不确定性，控制误差累积 | 中等 | 中 |
| 45 | 物体中心组合式飞行操作世界模型 | 理论 | 已学物体交互规律能否组合到新场景和新任务？ | 以物体和关系为单元实现组合泛化 | 困难 | 多 |
| 46 | 带长期记忆的长时序飞行世界模型 | 技术 | 如何避免数十秒预测中的视觉漂移和动作失真？ | 引入关键帧检索、状态记忆和分段生成 | 困难 | 多 |
| 47 | 基于世界模型的失败反事实分析 | 实证 | 改变某一步动作是否可以避免任务失败？ | 生成可解释反事实轨迹并定位关键失败决策 | 中等 | 中 |
| 48 | 世界模型与 VLM 奖励联合策略优化 | 技术 | VLM 能否在想象轨迹上提供可靠任务奖励？ | 研究语义奖励偏差、校准和防奖励投机机制 | 中等 | 多 |
| 49 | 语言目标条件的潜空间飞行规划 | 理论 | 自然语言任务能否通过潜空间想象转化为动作序列？ | 融合语言语义、世界模型和生成式规划 | 困难 | 多 |
| 50 | 多飞行机器人共享世界模型 | 理论 | 多机能否学习共同环境模型并预测协作后果？ | 研究视角融合、通信受限预测和联合想象 | 困难 | 多 |

## 六、VLA 与机器人基础模型

| 序号 | 选题名称 | 研究类型 | 主要研究问题 | 创新点/研究空白 | 难度评估 | 所需资源评估 |
|---:|---|---|---|---|---|---|
| 51 | 固定机械臂 VLA 向飞行机械臂的轻量迁移 | 技术 | 冻结大模型主体时，少量参数能否完成具身迁移？ | 用适配器解耦语义知识与浮动基座动力学 | 困难 | 多 |
| 52 | 物理先验引导的飞行 VLA 适配 | 理论 | 如何向 VLA 注入可达性、推力和姿态等物理约束？ | 避免模型产生语义正确但物理不可行的动作 | 困难 | 多 |
| 53 | 带历史上下文的飞行机械臂 VLA | 技术 | 记忆过去观测和动作能否改善遮挡及扰动下决策？ | 引入高效时序记忆处理部分可观测问题 | 中等 | 多 |
| 54 | 双速率飞行 VLA 推理框架 | 技术 | 语义推理与快速控制是否应采用不同更新频率？ | 慢速 VLM 理解配合快速动作专家，降低延迟 | 中等 | 中 |
| 55 | 复杂空间语言指令的飞行操作落地 | 实证 | “从左后方接近并轻推”等指令能否准确映射为空间动作？ | 建立语言歧义、空间关系与连续控制评测 | 中等 | 中 |
| 56 | VLM 任务规划与学习型技能库协同 | 技术 | 高层语言规划如何稳定调用低层飞行操作技能？ | 研究技能可供性、失败反馈与在线重规划 | 中等 | 多 |
| 57 | 视觉—语言—力觉融合的飞行 VLA | 技术 | 接触任务中加入力觉代理是否能弥补纯视觉不足？ | 扩展 VLA 输入模态并建模接触语义 | 困难 | 多 |
| 58 | 检索增强的飞行 VLA 少见任务泛化 | 技术 | 检索相似示范能否提升低频任务成功率？ | 构建任务级与轨迹级双重检索机制 | 中等 | 中 |
| 59 | 开放词汇物体的飞行抓取与操作 | 技术 | 策略能否理解未见物体名称、属性和用途并操作？ | 结合开放词汇视觉定位和具身动作生成 | 困难 | 多 |
| 60 | 跨语言指令下的飞行 VLA 一致性 | 实证 | 不同语言表达是否产生一致且安全的动作？ | 用语义对齐和反事实指令评估语言偏差 | 容易 | 中 |

## 七、鲁棒性、安全性与不确定性

| 序号 | 选题名称 | 研究类型 | 主要研究问题 | 创新点/研究空白 | 难度评估 | 所需资源评估 |
|---:|---|---|---|---|---|---|
| 61 | 对抗风扰下的鲁棒飞行操作策略 | 实证 | 最坏方向和频谱的扰动会如何破坏策略？ | 用对抗扰动训练揭示并修复策略脆弱性 | 中等 | 中 |
| 62 | 飞行机械臂分布外检测与安全退化 | 技术 | 遇到未见物体、光照或动力学时，策略何时应拒绝？ | 将 OOD 检测与悬停、撤离或请求帮助联动 | 中等 | 中 |
| 63 | 具统计覆盖保证的飞行策略不确定性估计 | 理论 | 能否为动作风险或成功概率提供有限样本保证？ | 将保形预测用于连续动作和任务级风险区间 | 困难 | 中 |
| 64 | 碰撞与能量约束下的安全强化学习 | 理论 | 训练过程中如何保证状态和动作不越过安全边界？ | 统一约束 MDP、屏障评论器和策略投影 | 困难 | 多 |
| 65 | 分布鲁棒飞行模仿学习 | 理论 | 训练与测试分布未知变化时如何优化最坏性能？ | 联合建模视觉、动力学和任务三类分布偏移 | 困难 | 中 |
| 66 | 传感器缺失与延迟下的容错策略 | 实证 | 相机、状态估计或通信短时失效时能否继续安全操作？ | 随机模态丢失训练与时延补偿相结合 | 容易 | 中 |
| 67 | 域随机化范围与泛化性能的定量规律 | 实证 | 随机化过弱或过强分别会怎样影响策略？ | 建立参数覆盖、训练成本与 OOD 性能的经验模型 | 中等 | 中 |
| 68 | 飞行神经策略的局部稳定性与可验证性 | 理论 | 能否验证给定状态邻域内的动作变化和安全边界？ | 结合神经网络验证与浮动基座任务约束 | 困难 | 多 |
| 69 | 失败识别与自主恢复的双策略架构 | 技术 | 策略失败后如何选择重试、撤离或更换技能？ | 将失败分类、恢复策略和主策略闭环耦合 | 中等 | 中 |
| 70 | 鲁棒性—实时性—能耗三目标帕累托分析 | 实证 | 更鲁棒的模型是否必然更慢、更耗能？ | 建立三目标前沿和模型综合选择指标 | 容易 | 少 |

## 八、多机器人协作与人机协同

| 序号 | 选题名称 | 研究类型 | 主要研究问题 | 创新点/研究空白 | 难度评估 | 所需资源评估 |
|---:|---|---|---|---|---|---|
| 71 | 多飞行机械臂协同搬运的多智能体强化学习 | 技术 | 多机如何在载荷耦合和通信受限下协同操作？ | 联合学习角色、力分配和轨迹协同 | 困难 | 多 |
| 72 | 去中心化多机柔性载荷操作 | 理论 | 无中央控制时如何保持协作并适应通信丢包？ | 采用局部观测策略和关系图表示 | 困难 | 多 |
| 73 | 异构飞行机械臂的动态角色分配 | 技术 | 不同载荷、自由度和传感器配置如何分工？ | 学习任务条件化的角色和子目标分配 | 中等 | 多 |
| 74 | 通信预算约束的多智能体飞行操作 | 理论 | 有限带宽下哪些信息最值得共享？ | 联合优化通信内容、频率和协作策略 | 中等 | 中 |
| 75 | 人机共享自主的飞行机械臂操作 | 案例 | 人类只给稀疏意图时，系统如何补全安全动作？ | 研究意图推断、权限切换和纠错机制 | 中等 | 中 |
| 76 | 语言协调的多飞行机器人 VLA | 技术 | 多智能体能否根据语言自动分解并协同执行任务？ | 融合语言任务分配与闭环多机动作生成 | 困难 | 多 |
| 77 | 空—地机器人协同操作学习 | 案例 | 无人机与地面机器人如何共享感知并完成联合维护？ | 研究跨形态技能协同和共同任务表示 | 困难 | 多 |
| 78 | 存在失效队友时的鲁棒协作策略 | 实证 | 单机性能下降或退出后，团队能否重分配任务？ | 把队友不确定性和故障恢复纳入多智能体强化学习训练 | 中等 | 多 |
| 79 | 多机示范的集中训练与分散执行模仿学习 | 技术 | 集中式专家轨迹如何蒸馏为各机局部策略？ | 解决专家全局信息与执行局部观测不匹配 | 困难 | 多 |
| 80 | 多机协同接触操作的信用分配 | 理论 | 任务结果应如何归因到各机器人的动作？ | 设计接触事件驱动的多智能体信用分配机制 | 困难 | 多 |

## 九、三维感知、接触操作与应用案例

| 序号 | 选题名称 | 研究类型 | 主要研究问题 | 创新点/研究空白 | 难度评估 | 所需资源评估 |
|---:|---|---|---|---|---|---|
| 81 | 事件相机与 RGB 融合的高速飞行抓取 | 技术 | 高速相对运动下，事件视觉能否提升跟踪和抓取？ | 研究异步事件特征与常规图像策略融合 | 中等 | 中 |
| 82 | 基于 3D 高斯场景的飞行操作数字孪生 | 技术 | 少量视频能否重建可编辑场景并生成训练数据？ | 结合 3D 高斯表示、语义编辑和物理仿真 | 中等 | 多 |
| 83 | 点云条件的飞行机械臂策略学习 | 技术 | 三维几何输入能否提升姿态变化和遮挡下泛化？ | 比较点云扩散、流匹配与 Transformer 策略 | 中等 | 中 |
| 84 | 物体中心表征用于跨场景飞行操作 | 理论 | 从背景中解耦物体与关系是否能提升组合泛化？ | 学习可迁移的对象槽位和交互图 | 中等 | 中 |
| 85 | 动态目标预测抓取的飞行机械臂 | 案例 | 面对移动目标，何时接近和闭合夹爪最合适？ | 联合学习目标运动预测与闭环抓取策略 | 中等 | 中 |
| 86 | 飞行机械臂高精度插接任务学习 | 案例 | 在基座扰动和视觉误差下如何实现高精度对准？ | 用粗到细策略、接触状态和不确定性闭环修正 | 中等 | 中 |
| 87 | 柔性线缆插接的飞行操作学习 | 案例 | 如何预测线缆形变并完成抓取、对准和插入？ | 把可变形物体世界模型与策略学习结合 | 困难 | 多 |
| 88 | 遮挡环境中的主动感知飞行操作 | 技术 | 策略何时应移动视角，而不是直接执行操作？ | 联合学习视点选择和操作动作 | 中等 | 中 |
| 89 | 狭窄空间设备巡检与按键操作 | 案例 | 如何平衡避障、观察质量和操作精度？ | 构建狭窄空间长时序任务和多目标策略 | 中等 | 中 |
| 90 | 飞行机械臂自主工具使用 | 案例 | 如何选择、抓取并使用工具完成旋拧或拨动？ | 研究工具可供性理解和多阶段技能组合 | 中等 | 多 |

## 十、高效部署、因果泛化与自动科研系统

| 序号 | 选题名称 | 研究类型 | 主要研究问题 | 创新点/研究空白 | 难度评估 | 所需资源评估 |
|---:|---|---|---|---|---|---|
| 91 | 机载低延迟飞行策略系统评测 | 实证 | 视觉编码、策略推理和控制链路的延迟瓶颈在哪里？ | 建立端到端时延剖析与任务性能关联模型 | 容易 | 少 |
| 92 | 飞行 VLA 与扩散策略的量化压缩 | 技术 | 低比特量化能否保留连续动作精度和安全性？ | 提出动作敏感的层级量化和误差校准 | 容易 | 中 |
| 93 | 算力自适应的动态策略网络 | 技术 | 不同任务阶段能否动态启用不同模型深度？ | 按不确定性和任务难度分配计算预算 | 中等 | 中 |
| 94 | 面向续航的能耗感知学习策略 | 实证 | 能否在成功率基本不下降的前提下降低耗电？ | 将飞行、机械臂和推理能耗统一纳入目标 | 容易 | 中 |
| 95 | 异步感知—动作生成的飞行策略 | 技术 | 不同传感器频率和推理延迟下如何保持时序一致？ | 研究时间戳对齐、动作预测和延迟补偿 | 中等 | 中 |
| 96 | 跨仿真器飞行策略零样本迁移 | 实证 | Isaac Sim、MuJoCo 和 Gazebo 之间能否直接迁移策略？ | 将仿真器差异作为系统性域偏移进行量化 | 容易 | 中 |
| 97 | LLM 自动生成飞行任务与训练课程 | 技术 | 大模型能否生成物理可行、难度递增的任务？ | 建立任务验证、奖励生成与失败反馈闭环 | 中等 | 中 |
| 98 | 因果表征学习用于动力学变化泛化 | 理论 | 策略能否识别真正影响操作结果的因果因素？ | 用干预数据分离风扰、载荷和视觉伪相关 | 困难 | 多 |
| 99 | 飞行机械臂策略的数据与模型尺度规律 | 实证 | 示范量、任务多样性和模型规模如何共同影响泛化？ | 系统研究数据、模型和任务尺度关系及资源配置规律 | 中等 | 多 |
| 100 | 自主自改进飞行机械臂学习智能体 | 技术 | 系统能否自动发现失败、生成数据、重训并验证策略？ | 整合世界模型、VLM 评审、课程生成和策略优化闭环 | 困难 | 多 |

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# 按难度划分

| 难度 | 数量 | 适合作用 | 典型特点 |
|---|---:|---|---|
| 容易 | 20 | 博三上半年快速形成成果、工具论文或实证论文 | 基准、评价、数据质量、消融实验、压缩和跨仿真器比较 |
| 中等 | 47 | 博士阶段的主要论文来源 | 有明确算法改进，需要完整基线、消融和多任务验证 |
| 困难 | 33 | 博士论文主线或高风险高回报项目 | 世界模型、VLA、理论保证、跨具身、多智能体和自改进系统 |

这里的“容易”是相对于其他选题而言，不代表能轻松发表顶刊。容易类通常开发风险较低，但要冲击高水平论文，必须具备公开基准、充分实验、明确结论或社区价值。

比较适合当前阶段的研究节奏是：

1. 先选择一个容易题目建立平台、数据和基线；
2. 再完成两个中等难度的算法题目；
3. 最后围绕同一主线攻克一个困难题目；
4. 避免一开始直接选择第 41、51、76 或 100 这类系统规模很大的题目。

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# 最有创新性的 10 个选题

| 排名 | 序号 | 选题 | 创新性判断 |
|---:|---:|---|---|
| 1 | 100 | 自主自改进飞行机械臂学习智能体 | 把数据生成、失败分析、世界模型和策略更新组成完整闭环 |
| 2 | 43 | 世界模型想象数据驱动的策略自提升 | 非常符合减少实物实验和机器人自提升的前沿趋势 |
| 3 | 52 | 物理先验引导的飞行 VLA 适配 | 直接解决 VLA 语义能力强、物理可执行性不足的问题 |
| 4 | 7 | 由人类视频生成飞行操作示范数据 | 可显著降低飞行机械臂示范数据采集成本 |
| 5 | 21 | SE(3) 等变扩散策略用于飞行操作 | 将空间几何先验与生成式动作策略深度结合 |
| 6 | 45 | 物体中心组合式飞行操作世界模型 | 面向新物体、新组合任务的系统泛化问题 |
| 7 | 98 | 因果表征学习用于动力学变化泛化 | 从相关性泛化推进到风扰、载荷变化下的因果泛化 |
| 8 | 57 | 视觉—语言—力觉融合的飞行 VLA | 把接触信息纳入飞行 VLA，适合高精度操作 |
| 9 | 49 | 语言目标条件的潜空间飞行规划 | 连接自然语言、世界模型与连续动作规划 |
| 10 | 76 | 语言协调的多飞行机器人 VLA | 同时覆盖多智能体、VLA 和飞行操作三个前沿方向 |

这些题目的共同问题是工作量大、基线复杂、算力需求高，建议将其作为博士论文后半程的核心创新，而不是第一篇论文。

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# 最容易实现的 10 个选题

| 排名 | 序号 | 选题 | 容易实现的原因 |
|---:|---:|---|---|
| 1 | 9 | 专家示范质量自动评分方法 | 可直接基于已有仿真数据开展，不必重新设计复杂策略 |
| 2 | 10 | 飞行机械臂策略评价指标体系 | 重点是指标设计、实验协议和系统比较 |
| 3 | 16 | 含噪与次优示范下的鲁棒行为克隆 | 可从行为克隆基线出发，加入数据扰动和样本加权 |
| 4 | 70 | 鲁棒性—实时性—能耗三目标帕累托分析 | 主要依赖统一测评，不需要训练大型新模型 |
| 5 | 91 | 机载低延迟飞行策略系统评测 | 可通过仿真和 GPU 推理分析完成 |
| 6 | 15 | 主动选择最有价值的飞行示范 | 可以从不确定性采样和覆盖度采样两个简单基线开始 |
| 7 | 18 | 仿真人机干预式 DAgger 用于飞行操作 | 仿真中可自动模拟专家纠正，数据获取方便 |
| 8 | 27 | 多解飞行操作的多模态策略学习 | 可选择简单抓取任务比较行为克隆与扩散策略 |
| 9 | 60 | 跨语言指令下的飞行 VLA 一致性 | 主要是构造指令集、评测协议和适配方法 |
| 10 | 96 | 跨仿真器飞行策略零样本迁移 | 研究问题明确，适合作为系统与实证型论文 |

其中，第 9、16、70 和 91 最适合先做成短周期成果；第 10、15、18 和 96 更适合作为后续算法论文的平台基础。

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# 最适合个人背景的 10 个选题

综合考虑控制科学与工程专业、导师方向、飞行机械臂研究兴趣、资金条件、博士阶段和“不依赖实物实验”要求，推荐优先考虑以下选题：

| 排名 | 序号 | 选题 | 适合原因 |
|---:|---:|---|---|
| 1 | 11 | 带扰动记忆的末端中心 ACT 策略 | 飞行机械臂与模仿学习结合紧密，创新边界清楚，工作量适中 |
| 2 | 2 | 强扰动飞行机械臂鲁棒学习基准 | 可完全在仿真中完成，并为后续所有论文提供统一平台 |
| 3 | 23 | 不确定性感知的自适应动作块策略 | 能在 ACT 或扩散策略基础上形成明确算法创新 |
| 4 | 32 | 模仿预训练与强化学习精调的统一框架 | 同时符合导师的模仿学习和强化学习方向 |
| 5 | 21 | SE(3) 等变扩散策略用于飞行操作 | 理论与技术兼具，适合作为博士论文核心算法之一 |
| 6 | 61 | 对抗风扰下的鲁棒飞行操作策略 | 与飞行系统特点高度相关，不容易退化为普通机械臂课题 |
| 7 | 41 | 飞行机械臂视觉—动力学联合世界模型 | 适合利用实验室算力和资金优势，且不依赖实物 |
| 8 | 43 | 世界模型想象数据驱动的策略自提升 | 与减少实物交互的目标高度一致，创新潜力大 |
| 9 | 51 | 固定机械臂 VLA 向飞行机械臂的轻量迁移 | 直接切入飞行 VLA 热点，具备明显前沿性 |
| 10 | 1 | 面向飞行机械臂的统一学习基准与任务套件 | 开发风险较低，可作为整个博士研究的公共基础设施 |

## 最推荐的博士研究主线

> **复杂扰动环境下飞行机械臂生成式模仿学习与自提升方法研究**

这条主线可以自然容纳：

- 末端中心动作表示；
- ACT 和扩散策略；
- 扰动记忆与自适应动作块；
- 模仿学习与强化学习精调；
- 世界模型想象训练；
- VLA 跨具身迁移；
- 鲁棒性、失效恢复和安全评价。

它既不是传统控制，也不要求把实物实验作为核心贡献，同时仍然具有明显的控制科学问题：

- 强耦合动力学；
- 部分可观测；
- 外部扰动；
- 稳定执行；
- 长时序决策；
- 接触操作；
- 安全约束；
- 多模态感知。

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# 可形成 5 篇以上论文的组合方案

顶刊或顶会录用无法仅凭题目保证，但下面这条路线可以形成 **6—7 个相对独立、又共享平台和数据的投稿单元**。

| 论文阶段 | 组合选题 | 拟解决的问题 | 论文定位 |
|---|---|---|---|
| 论文 1 | 1＋2＋5 | 建立任务、扰动和失败数据基准 | 基准、数据集或系统论文 |
| 论文 2 | 11＋23＋66 | 扰动记忆、自适应动作块和传感器容错 | 模仿学习算法论文 |
| 论文 3 | 21＋26＋29 | 等变扩散、安全约束和实时推理 | 生成式策略方法论文 |
| 论文 4 | 31＋32＋33 | 离线强化学习、模仿预训练和风险敏感精调 | 强化学习方法论文 |
| 论文 5 | 41＋43＋47 | 世界模型、想象数据和失败反事实分析 | 世界模型与自提升论文 |
| 论文 6 | 51＋52＋54 | VLA 跨具身迁移、物理适配和双速率推理 | 飞行 VLA 论文 |
| 论文 7 | 62＋63＋70 | OOD 检测、不确定性保证和综合评价 | 安全与可信机器人论文 |

## 建议执行顺序

1. 先完成第 1、2、5 题，搭建统一仿真平台和数据管线；
2. 以第 11 题作为第一篇核心算法论文；
3. 将第 23、61、66 题加入，形成“扰动鲁棒模仿学习”方向；
4. 在平台成熟后推进第 21 或第 32 题；
5. 最后用第 41、43 或 51 题形成博士论文的高创新章节。

从完成风险、研究连续性和发表潜力综合判断：

- **第 11 题“带扰动记忆的末端中心 ACT 策略”**最适合作为近期切入点；
- **第 43 题“世界模型想象数据驱动的策略自提升”**最适合作为博士论文后期的标志性成果。
