杜克大學的研究人員開發出一種新穎的機器人系統，挑戰傳統設計原則，優先考慮在各個方向上均勻的運動，而非人類般的形態。受此概念指導，團隊模擬了超過 1,500 種機器人配置，以確定接近其理論性能極限的設計。最終產生的機器人名為 Argus，其沒有明確的前後，具有 20 條模塊化的伸縮腿，這些腿圍繞著中央核心呈放射狀排列，每條腿都配備了深度相機。根據團隊的説法，這種非常規結構使 Argus 能夠在各種地形上高效移動和穩定，並在多種環境中執行複雜的空間操控。
Argus 機器人的設計原則與性能表現
Argus 的能力源於團隊開發的一種數學推導設計原則，稱為動態各向同性。大多數現代機器人系統，包括先進的四足機器人、人形機器人和傳統無人機，通常在該指標上得分低於 0.6。相比之下，Argus 達到 0.91，接近理論最大值。這種高度對稱性使得在幾乎所有關鍵機器人度量標準上獲得性能提升，包括軌跡跟蹤、能量效率、耐損壞性、穩健性和在複雜地形導航的成功率。該原則還作為一個統一的評估框架，適用於現有的機器人平台。
設計強調在運動中的功能對稱，而非優先考慮類人形態。
該系統整合了全身驅動與全身感知，使運動和感知協同運作。Argus 擁有 20 條模塊化的伸縮腿，每條腿都配備了深度相機，圍繞著中央核心呈放射狀排列。這些肢體根據正十二面體幾何結構進行定位，該結構由 12 個五邊形面組成，產生高度均勻的力量和視覺覆蓋分佈。這一配置使機器人在各個方向上保持平衡加速和一致的視場，消除了固定前後的需求，並使其能夠在多樣的環境中高度適應性地移動。
Argus 在多樣環境中的應用能力
研究人員聲稱，這種設計所實現的功能非常引人注目，這在杜克大學校園內的沙地、森林小徑、草地、混凝土和潮濕表面進行的實驗中得到了證明。Argus 能夠無論方向如何穿越所有這些地形，即使面對高達五英寸的障礙物也能克服。它能在被推動後迅速穩定，並在三條腿受損的情況下仍保持運動，顯示出強大的容錯能力。機器人還能夠在接近全速的情況下承載 10 磅 (約 4.5 公斤) 的有效載荷，同時保持平衡和移動能力。
除了行走之外，Argus 還能通過在其 20 條腿之間交替支撐和推進來攀爬垂直牆面。它還能夠在不斷滾動的情況下追蹤並推動一個三英尺的立方體，展示出在變化條件下的協調感知和運動能力。這些能力都是完全通過模擬學習的，然後轉移到現實環境中，突顯了基礎設計框架的強大。這項工作的更廣泛意義超越了單一機器人。動態對稱提供了一種通用的數學方法，用於根據運動的均勻性來評分、比較和設計機器人系統。
研究伴隨著對超過 1,500 種形態的大規模模擬掃描，讓其他團隊進一步探索設計空間。
根據團隊的説法，這一成果使 Argus 成為更廣泛類別機器人的早期示範，這些機器人並非圍繞生物模仿構建，而是圍繞平衡、無方向性性能的基本原則建立。杜克大學通用機器人實驗室主任陳博元在一份聲明中表示：「我們不僅希望擁有遵循指令的機器人。我們希望擁有能幫助我們學習無法通過其他方式獲得的世界知識的機器人，而這有時意味著首先發現問題的正確身體。」
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