在高端设备制造领域,机器人技术的创新发展备受关注。目前,多数地面移动机器人依赖轮子或腿单一驱动,而能无缝切换轮式与腿式运动的机器人,因可在更广泛地形高效移动,在任务执行中优势显著。

近日,香港科技大学(广州)研究人员成功开发出新型轮腿机器人FLORES,相关研究发表于arXiv预印本服务器论文。该机器人可凭借腿部穿越不平坦地形,切换轮式运动在光滑表面快速移动且保持稳定。
论文第一作者宋志成表示,其研究灵感源于对现有模型的观察。ANYmal和B2W将轮子融入腿式机器人,传统轮式机器人mobED因创新设计,可视为轮腿式机器人的一种。它虽本质是轮式机器人,但集成了类似腿部特征,更接近轮腿式结构概念。B2W以腿式机器人身体结构和功能为基础,mobED则以轮式机器人设计为基础并添加腿式运动策略。
“我设想重新设计像B2W这样的机器人,使其更像汽车。”宋志成称,FLORES项目主要目标是在相对平坦地形实现更高效移动,同时保留克服楼梯等障碍的能力,打造功能更强大、高效的机器人平台。
FLORES具有独特前腿配置,与早期轮腿机器人设计不同。其用臀部偏航自由度 (DoF) 取代前腿传统的臀部滚动自由度 (DoF),这一创新提高了导航效率,增强了在各种场景的适应性。该设计促进了腿部与轮式运动模式间的无缝过渡,优化了机器人在不同环境下的性能,使其能展现新颖高效的运动步态,充分发挥两种运动模式的协同优势。
研究人员制作了FLORES机器人原型,并在一系列真实环境中测试,将其性能与传统轮腿机器人对比。结果显示,FLORES移动效率更高,尤其在频繁转向和变向情况下优势明显。在直线运动和转弯运动实验中,FLORES能量消耗分别为其他机器人的30%和35%。
宋志成认为,FLORES非常适合与人类协作执行任务,在主要地形为相对平坦表面和楼梯的环境中,能以高运动效率导航。
据悉,FLORES机器人很快将进一步改进,并在更多不同环境下开展真实世界实验。作为未来研究的一部分,宋志成及其同事计划在机器人身上安装轻型手臂,使其能够完成物体操控任务。此外,宋志成还在进行sim2real传输研究,以实现多种双足运动,应对更极端情况。例如,遇到极其狭窄的独木桥时,现有腿式机器人难以跨越,而FLORES可切换到双足模式,用后腿作为下肢,将轮子排列成直线改善横向运动,成功穿越桥面。
更多信息: Zhicheng Song 等,FLORES:一种用于增强转向和适应性的可重构轮腿机器人,arXiv (2025)。
















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