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DASH机器人:通过接触隐含控制实现极简设计与最优空-地运动

研究人员提出了一种新型空-地两用机器人DASH(管道式空中弹簧跳跃器),其极简设计融合了共轴管道风扇和弹簧腿,通过接触隐含模型预测控制器自动切换飞行与跳跃模式,实现高效能量循环,并在多种任务中得到验证。

来源arXiv Robotics作者: Ryan Gomes Paiva, Conrad Ho, Jiarong Kang, Kunzhao Ren, Xiangru Xu, Xiaobin Xiong

来自IROS 2026会议的一篇新论文介绍了一种名为DASH(Ducted Aerial Spring Hopper)的创新机器人,它通过极简的机械设计实现了空中和地面两种运动方式的有效融合。该机器人由Ryan Gomes Paiva及其同事共同开发,其核心设计是将一个共轴管道风扇主体与底部的一根弹簧腿有机整合。管道风扇模块提供推力矢量,实现敏捷飞行;而当与轻质弹簧腿结合时,机器人能够通过能量循环实现高效的地面跳跃。

为了实现两种模式下的最优运动,研究团队采用了一种接触隐含模型预测控制器。该控制器能够自动选择运动模式和相应的驱动方式,无需人工干预。这种方法使得机器人在执行任务时能够平滑地在飞行和跳跃之间切换,甚至在障碍物穿越时自主适应,实现无预设模式的移动。

在验证实验中,DASH成功完成了周期性跳跃、空中飞行以及障碍物遍历时的自主模式转换等任务,展示了其设计的实用性和控制器的有效性。该研究不仅为开发多功能移动机器人提供了新思路,还通过极简设计降低了机械复杂度,同时保持了运动多样性和能量效率。论文已被IEEE/RSJ国际智能机器人与系统会议(IROS 2026)接收,标志着在空-地两用机器人领域的一个重要进展。这种机器人有望应用于搜索救援、环境监测和军事侦察等需要多地形适应能力的场景。