在機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域，我們往往習(xí)慣于仰望那些明星公司，比如波士頓動(dòng)力，它們的后空翻機(jī)器狗、跑酷的Atlas，總是能輕易成為話題焦點(diǎn)。然而，在聚光燈之外，另一股力量正悄然生長：它們不屬于某一家巨頭公司，而是來自全球開發(fā)者與研究者的共同智慧，即開源機(jī)器人的世界。

在人形機(jī)器人研究領(lǐng)域，開源雙足平臺(tái)正成為推動(dòng)技術(shù)民主化的重要力量。然而，當(dāng)前大多數(shù)開源雙足機(jī)器人依賴3D打印技術(shù)，雖具有成本低、制造便捷和造型靈活的優(yōu)點(diǎn)，卻難以突破材料本身的強(qiáng)度限制，無法勝任高動(dòng)態(tài)、高負(fù)載的運(yùn)動(dòng)任務(wù)。另一方面，少數(shù)基于金屬結(jié)構(gòu)的開源機(jī)器人，則因依賴傳統(tǒng)加工方式，存在零件數(shù)量過多、裝配復(fù)雜、采購困難等現(xiàn)實(shí)瓶頸。

在東京大學(xué)JSK機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室有這樣一支團(tuán)隊(duì)，他們希望通過開放源代碼的方式，讓更多人能夠參與到人形機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)中來，共同推動(dòng)這一領(lǐng)域的發(fā)展。經(jīng)不懈努力，該團(tuán)隊(duì)前不久正式對(duì)外推出了開源雙足機(jī)器人MEVITA，在arXiv上以“Multi-modal Embodied Vision Intelligence for Task Automation”為題公開了該機(jī)器人研究的相關(guān)過程，并在GitHub項(xiàng)目主頁上，毫無保留的向大家公開了MEVITA從機(jī)械結(jié)構(gòu)到控制算法，從傳感器校準(zhǔn)到運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的所有技術(shù)細(xì)節(jié)。

▍突破材料與制造瓶頸，重新定義開源雙足機(jī)器人

具體來說，研究團(tuán)隊(duì)在面對(duì)上述挑戰(zhàn)時(shí)，在確保MEVITA的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)完全采用金屬材料的基礎(chǔ)上，通過電商平臺(tái)采購和模塊化設(shè)計(jì)，顯著降低了制造與復(fù)現(xiàn)的難度。MEVITA的所有機(jī)械及電子部件，包括結(jié)構(gòu)連桿和關(guān)鍵關(guān)節(jié)組件，均可通過MISUMI及其在線制造服務(wù)meviy實(shí)現(xiàn)一站式采購，極大地提升了項(xiàng)目的可及性和可擴(kuò)展性。

在機(jī)械設(shè)計(jì)上，MEVITA追求極簡主義。它采用5自由度腿部構(gòu)型，髖關(guān)節(jié)為經(jīng)典的偏航-滾轉(zhuǎn)-俯仰（YRP）配置，并在膝、踝關(guān)節(jié)引入平行連桿機(jī)構(gòu)，有效降低運(yùn)動(dòng)慣量、提高響應(yīng)速度。最值得注意的是，MEVITA僅憑18個(gè)獨(dú)特的金屬零件便完成了整機(jī)構(gòu)建，這一數(shù)量遠(yuǎn)低于同類金屬機(jī)器人的部件需求。這一突破性成就歸功于其廣泛應(yīng)用的金屬板焊接工藝，該工藝將傳統(tǒng)上需多個(gè)零件拼接的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如機(jī)器人軀干（Base-Link）和髖部連桿（Hip2-Link），成功集成為單一部件，既顯著提升了整體性，又極大簡化了裝配流程。

除卻在機(jī)械方面追求精簡，MEVITA的電路設(shè)計(jì)也體現(xiàn)了高度集成與務(wù)實(shí)思路。它搭載NVIDIA Jetson Orin Nano作為主控，通過CAN總線協(xié)調(diào)關(guān)節(jié)電機(jī)，并配備Livox Mid-360激光雷達(dá)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位、環(huán)境感知與姿態(tài)測量。電源系統(tǒng)采用雙電池方案，分別提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)與邏輯電平所需電壓，并集成無線急停機(jī)制，保障操作安全。

在控制層面，MEVITA整合了當(dāng)前最先進(jìn)的Sim-to-Real（從仿真到現(xiàn)實(shí)）遷移學(xué)習(xí)方法。研究人員利用IsaacGym平臺(tái)，通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)對(duì)運(yùn)動(dòng)策略進(jìn)行訓(xùn)練，隨后在MuJoCo環(huán)境中進(jìn)行仿真驗(yàn)證，最終將成果應(yīng)用于實(shí)體機(jī)器人。通過引入如隨機(jī)調(diào)整質(zhì)量、慣量、摩擦系數(shù)及通信延遲等多種域隨機(jī)化策略，MEVITA顯著提升了環(huán)境適應(yīng)能力，能夠在草地、泥地、磚面、斜坡等多種復(fù)雜地形上穩(wěn)健行走。

▍多地形行走測試評(píng)估，展現(xiàn)MEVITA 初步適應(yīng)能力

為了評(píng)估訓(xùn)練策略的實(shí)際應(yīng)用效果，研究團(tuán)隊(duì)將IsaacGym 中訓(xùn)練完成的控制策略分別部署到 MuJoCo 仿真環(huán)境和真實(shí)的 MEVITA 機(jī)器人中，并對(duì)兩者的行為差異進(jìn)行了比較。

如下圖所示，機(jī)器人在跟蹤線性速度與角速度指令，執(zhí)行前進(jìn)、橫向移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作時(shí)，能在仿真和現(xiàn)實(shí)環(huán)境中均能較好地響應(yīng)指令。尤其在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，仿真與實(shí)機(jī)運(yùn)行結(jié)果的差異很??；而在平移運(yùn)動(dòng)中，實(shí)際機(jī)器人的速度誤差略大于仿真環(huán)境。

進(jìn)一步地，MEVITA 在多種真實(shí)地面環(huán)境下接受了步行測試，包括室內(nèi)不平整地面、草地、泥土地、混凝土磚地面和緩坡。實(shí)驗(yàn)表明，機(jī)器人在這些不同介質(zhì)和地形條件下均實(shí)現(xiàn)了基本穩(wěn)定的步行行為。

然而，當(dāng)前策略下的運(yùn)動(dòng)仍存在一定局限性。例如，機(jī)器人在靜止站立時(shí)的穩(wěn)定性反而低于行走狀態(tài)，表明控制策略仍需進(jìn)一步優(yōu)化。此外，在較高速度下執(zhí)行橫向移動(dòng)時(shí)，偶爾會(huì)出現(xiàn)腳部被地面卡住或失去平衡的情況。

這些現(xiàn)象說明，盡管MEVITA 表現(xiàn)出了初步的環(huán)境適應(yīng)能力，但在仿真與現(xiàn)實(shí)之間的策略遷移，尤其是從真實(shí)數(shù)據(jù)反饋至仿真優(yōu)化的“真實(shí)到模擬”閉環(huán)，仍需更深入的研究和算法改進(jìn)，以提升其在復(fù)雜條件下的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和魯棒性。

但總的來說，MEVITA的出現(xiàn)不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)3D打印機(jī)器人強(qiáng)度不足和全金屬機(jī)器人難以復(fù)現(xiàn)的空白，更展示了一種結(jié)合先進(jìn)制造、電商化供應(yīng)與學(xué)習(xí)型控制的機(jī)器人發(fā)展新路徑。它既是一款高性能的研究平臺(tái)，也是一個(gè)完全面向開源社區(qū)的資源項(xiàng)目，預(yù)計(jì)將顯著推動(dòng)雙足機(jī)器人技術(shù)在全球范圍內(nèi)的創(chuàng)新與普及。

參考文章：https://arxiv.org/html/2508.17684v1#abstract