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会直立蹦会后空翻的机器人!仅通过单目视频学习四足机器人的攻击性动物运动技能

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2025-09-16 18:52:22
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Nature Portfolio Journal Robotics (npj robotics) 论文 文章标题:Learning aggressive animal locomotion skills for quadrupedal robots solely from monocular videos 文章链接:https://www.nature.com/articles/s44182-025-00048-x 代码链接: git@github.com:arclab-hku/Imitation_from_video.git 强化学习中手工设计的奖励机制限制了对敏捷四足机器人的追求。虽然动物动作捕捉可以提供三维参考,但其成本限制了其规模化发展。视频学习提供了一种高效的替代方案,但却存在二维限制以及爆发性运动中关节追踪失败的问题。我们提出了一个基于视频的新型框架来解决这个问题。 (1) 首先,稳健的二维姿态估计构建了骨架图模型,从而实现了基于卡尔曼滤波器的关节位置融合。 (2) 时空图卷积网络通过图卷积聚合空间姿态特征,并通过扩张卷积聚合时间动态特征,从而恢复三维关节轨迹。 (3) 这些轨迹被映射到机器人的关节空间,以构建生成式模仿学习。 实际部署的机器人成功学习了复杂的运动:疾驰(高速3m/s)、三足(容错控制)、双足(具有挑战性的四足)和后空翻。该框架显著提升了机器人的运动能力。
香港大学ArcLab机器人实验室,网址: https://arclab.hku.hk/
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