SKATER: 通过轮滑S形步法实现仿人机器人高效运动的合成运动学
机器人学
2026-02-13 v1
摘要
尽管近年来仿人机器人在行走和跑步方面取得了显著进展，但这些运动步态中频繁的脚与地面接触不可避免地会产生高瞬时冲击力，导致关节磨损加剧和能量利用率低下。轮滑作为一项具有重要生物力学价值的运动，可以通过合理利用身体惯性实现快速连续滑行，具有最小的动能损失。因此，本研究提出了一种新型仿人机器人，其每只脚配备一排四个被动轮用于轮滑。还开发了一个基于深度强化学习的控制框架，用于S形步法，其奖励函数设计基于轮滑的内在特性。学习到的策略首先在仿真中进行分析，然后部署到物理机器人上，以展示S形步法相对于传统双足行走步法在运动过程中的冲击强度和运输成本方面的平滑性和效率。这两个指标分别降低了和，表明轮滑是一种优越的运动模式，可提高能量效率和关节寿命。
引用
@article{arxiv.2601.04948,
title = {SKATER: Synthesized Kinematics for Advanced Traversing Efficiency on a Humanoid Robot via Roller Skate Swizzles},
author = {Junchi Gu and Feiyang Yuan and Weize Shi and Tianchen Huang and Haopeng Zhang and Xiaohu Zhang and Yu Wang and Wei Gao and Shiwu Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.04948},
year = {2026}
}