点足双足机器人:从立项到真机站立(个人项目,与 AI 编程 agent 协作)
2026.03 – 至今
- 机器人:5.5 kg / 50 cm,6 自由度(双侧髋 roll / 髋 pitch / 膝),Robstride RS01 ×4 + EL05 ×2,六电机集中于顶部同一平面以降低腿部惯量;膝电机置于髋部底盘,经 PU 钢丝同步带沿大腿远程驱动膝关节;树莓派 5、100 Hz 控制环、Yesense IMU;PETG 底盘、PLA 腿、TPU 球形点足,全部 3D 打印。
- 决策(我):无机械 / 机器人背景,借助 AI 调研后自主决定并承担全部技术路线——Isaac Lab + rsl_rl PPO、点足 6 自由度构型、PD 位置目标动作空间、树莓派 Python 100 Hz 控制环(不迁移 C++/ROS)、DC 电机模型 + 500 Hz 物理、起立课程;预算与规模;电机、IMU、轴承、同步带、光轴等全部自行选型采购。路线沿用至站立,未推翻。
- 机械与真机(我):设计一次成型——电池躯干板固定于髋 roll 电机背面,V 型槽轴承分担法兰径向载荷;髋 pitch / 膝电机背靠背布局;磨削光轴 + 轴承作膝轴,轴向平移兼作皮带张紧,首版架构即站立。全部装配、布线、电机 / CAN 调试、台架与真机试飞。关键假设均来自现场观测:IMU 偏置假设、“膝电机实机在髋部、仿真在膝部”的耦合定位、肉眼发现编码器不可见的皮带跳齿、否决 740 行台架方案改为一日 trim 扫描(直接导致首次站立)、“叠加一切无害鲁棒性手段”的训练方向。
- 训练(我判断,agent 执行):迈步与步态奖励设计;自建双 4090 使每轮训练均为两路并行 A/B,我决定对比内容并推动更大胆的变体(agent 倾向保守小消融;P13“叠加一切无害鲁棒性手段”即由此产生);agent 运行训练与 TensorBoard 追踪,我全程读曲线、判断停滞或崩塌、决定改参 / 续训 / 弃跑;P9 停滞时跨 run 发现 swing-zero 判据(3 次复现),打破平台期。
- 执行(我发起、agent 完成、我复核):控制栈与 SocketCAN 驱动、CAN 链路迁移(往返时延 2.99 → 0.57 ms);执行器 / 传动模型推导与实现(转子惯量分解、髋膝惯性耦合非对角项);训练—部署一致性核查,定位 4 项仅在代码路径可见的缺陷;数据分析。agent 结论三次被我以物理观测推翻。校准后原策略 512/512 摔倒、重训策略 99% 存活。
- 结果:2026-09-03 首次实现真机自主平衡站立(期间一次皮带跳齿后保持平衡)。全部算力为自建双 4090 工作站,加 3D 打印与约 $800 agent token 成本。复盘含逐项归因与人机协作经验。