轮腿机器人系统在各种环境中移动更高效
2025-08-19 15:34
来源:香港科技大学
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传统地面移动机器人多依赖单一轮式或腿式结构,在复杂地形中移动效率受限。香港科技大学(广州)研究人员近日开发出新型轮腿机器人FLORES,通过融合轮式与腿式运动优势,实现了不同地形下的自适应高效移动。相关研究成果已发表于arXiv预印本服务器。

FLORES机器人突破了传统设计框架,其前腿采用独特的臀部偏航自由度(DoF)配置,替代了常规的臀部滚动自由度。这一创新使机器人既能以腿式模式穿越崎岖地形,又可切换至轮式模式在平坦表面高速移动,同时保持运动稳定性。论文第一作者宋志成表示:“FLORES的设计灵感源于对ANYmal、B2W等现有轮腿机器人及mobED轮式机器人的观察,我们通过重新设计运动结构,使其在平坦地形中接近汽车效率,同时保留攀爬楼梯等障碍物的能力。”

实验数据显示,FLORES在直线运动和转弯测试中的能耗分别仅为传统轮腿机器人的30%和35%,尤其在需要频繁转向的场景中表现突出。其关节设计支持腿部与轮式运动的无缝切换,例如在狭窄独木桥场景中,机器人可切换至双足模式,通过后腿支撑与轮子直线排列实现横向移动。宋志成解释:“这种双重运动模式使FLORES在平坦表面与楼梯混合的环境中具备显著优势,未来可通过加装轻型机械臂拓展物体操控功能。”

目前,研究团队已完成FLORES原型机的开发,并在真实环境中验证了其性能。下一步计划将聚焦于sim2real传输技术优化,以实现更复杂的双足运动控制。宋志成补充道:“我们正在探索机器人在极端地形下的适应能力,例如通过动态调整轮子排列方式提升横向稳定性,这将为协作型机器人应用开辟新场景。”

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)。期刊信息: arXiv

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