用于可持续飞行的仿身智能：具主动形态控制的攀爬机器人
机器人学
2025-08-28 v1 应用物理
摘要
在动态风环境中实现灵巧机动性和高能效，是空中机器人面临的挑战。传统推进器驱动系统虽具机动性，但能耗高；固定翼设计能效高，却缺乏悬停和机动能力。我们提出了 Floaty，一种形态可变机器人，通过受鸟类启发的智能形态控制实现被动攀爬，利用风能。Floaty 设计优化以实现被动稳定，其控制策略来自实验学习的气动模型，使其能在无需主动推进的情况下实现精确的姿态和位置控制。风洞实验表明，Floaty 能在垂直气流达 10 m/s 时进行悬停、机动和抗扰动。关键的是，Floaty 的比特功耗仅为 10 W/kg，仅为推进器驱动系统的十分之一。这引入了一种能效空中机器人范式，利用形态智能和控制在挑战性风条件下实现可持续运行。
引用
@article{arxiv.2508.19684,
title = {Embodied Intelligence for Sustainable Flight: A Soaring Robot with Active Morphological Control},
author = {Ghadeer Elmkaiel and Syn Schmitt and Michael Muehlebach},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.19684},
year = {2025}
}