“大盛大机器东说念主商议都将对称性视为与机器东说念主体格相干的问题，但咱们以为，更广阔的对称性可能体面前机器东说念主能够作念什么的层面上。”这是杜克大学通用实验室主任陈博源教化在开发机器东说念主时所践行的理念。

近日，陈博源指挥团队在 Science Robotics 上发表了最新恶果，建议了一种被称为“动态对称性”（Dynamic Symmetry）的遐想理念，并基于此开发了 Argus 球形机器东说念主：一款莫得前后之分、由 20 条模块化伸缩腿从中央中枢向外放射的机器东说念主，每条腿的结尾都装有一台录像头。

它能自稳健地形变化，到手穿越沙地、草地、碎石和高达 12 厘米的台阶等远离物；能向大肆标的转机；能负载近 10 斤重的负重；致使能在模拟月球重力下攀爬墙壁。

图 | Argus 在各式室表里环境中运行（来源：上述论文）

按照“动态各向同性”（Dynamic Isotropy）量化评价循序，刻下来源进的四足机器狗、东说念主形机器东说念主和传统无东说念主机得分盛大低于 0.6，而 Argus 的得分却高达 0.91，特殊贴近完好意思的表面极限。

但是，在接受采访时，陈博源一再强调，追求极高的动态对称性并非独一的评价循序，而是向通盘机器东说念主学界抛出的一个深层启发。他暗意，刻下的机器东说念主遐想不应堕入盲目师法生物神情的窠臼，而应回来第一性旨趣，去探索事物进化背后的底层逻辑。

“咱们造机器东说念主，是要复刻几百万、上千万种已知的生物，如死去提真金不怕火更本质的东西，作念得比大天然更好？”陈博源暗意。他生机通过 Argus 这个充满想象力的工程程序启发业界：信得过的通用机器东说念主不应只是是东说念主类数据与神情的复成品，而应被视为一种领有专属神情、能够自主发现宇宙并握续进化的“新物种”。只消跳出现存神情的局限，通过软硬件的深度和会，将来的机器东说念主智力信得过胜任那些东说念主类无法作念到、或作念得不够好的极限任务。

超 1，500 次神情模拟

陈博源在哥伦比亚大学攻读博士时刻，就曾因开发出能够进行面部颜料互动的蓝色机器东说念主“夏娃”而备受缓和。2022 年加入杜克大学后，他同期在机械与材料系、电子与猜度机工程系以及猜度机科学系任职，并创立了通用机器东说念主实验室。“实验室的办法是作念‘探索型智能体 (Discovery Machines)’——让机器能够束缚发现宇宙的本质、束缚学习和进化。”

刻下主流的通用机器东说念主商议，大多寄但愿于打造一个全能的类东说念主实质，并通过海量的东说念主类数据（如第一视角视频、东说念主类示教或可穿着开发数据）进行妙技移动。但在陈博源看来，这两者有着本质的分歧。

“东说念主类数据天然珍摄，但并不完好意思。淌若咱们但愿机器东说念主去作念东说念主作念不到、作念得不够好、或者缺少富有行家去作念的事情，依靠东说念主类数据就很可能不是独一的标的。”陈博源指出。

这种从“第一性旨趣”动身的念念考神色，平直促成了他对现存机器东说念主神情遐想的念念考。在他看来，传统的机器东说念主遐想多囿于仿生旅途，致使机器的神情与物理结构被过度固化。但是，与受限于躯体的生物不同，机器东说念主实足具备开脱改动神情、驱动神色，阻抑政策及机械结构的私有潜能。

因此，行为探索这一标的的其中一步，他们将眼神投向了动态对称性。浅易来说，它揣度的是机器东说念主在扫数方朝上产生最大中心加快度的均匀进度。当这个狡计贴近表面极限时，机器东说念主便达到了完好意思的动态对称 。“这意味着它不再受限于特定的行进标的，不管是前后支配如故大肆斜角，都能予求予取地发力，信得过兑现了从长得对称到动得对称的本质逾越。”这项商议的共合并作、杜克大学第三年博士生刘加勋暗意。

为了揣度这种智商，商议团队引入了“动态各向同性”这一量化狡计。在这个 0 到 1 的评分体系中，面前东说念主类遐想的大盛大传统机器东说念主得分都在 0.6 以下。

为了考证这一表面，商议团队遐想并模拟了越过 1，500 种神情，打造了一个名为 Argus 的球形机器东说念主家眷。

跟着腿数从 6 增多到 40，机器东说念主的性能发达与“动态对称性”之间存在着明显的王法：6 到 16 腿之间，动态各向同性跟着腿数增多飞快培育，时弊大幅质问，任务顺利率显耀提高，能耗下落；16 到 22 腿之间，动态各向同性增长启动出现旯旮收益递减，性能培育放缓，冉冉贴近最优状态；22 腿以上时，动态各向同性的确不再培育，达到表面平台期，评释冗余的机械结构、猜度负荷和分量可能会降调皮效，让阻抑变复杂。

图 | 具有不同腿数的对称 Argus 变体的动态各向同性（来源：上述论文）

最终落地的是具有 20 条腿的 Argus 物理样机，其动态各向同性得分高达 0.91，接近表面极限。不仅如斯，Argus 的每一条腿底端都配备了袖珍深度相机，赋予其 360 度无死角的全向环境感知智商。

“咱们的模拟器最高测试过 40 条腿。但数据标明，在 18 到 22 条腿的区间，性能培育达到了一定的阈值，再往后增多腿数，性能的旯旮收益就启动递减。

同期，咱们在物理样机上必须将电源、猜度单位、传感器一都集成在实质上，兑现实足的无外接线运行。20 条腿是咱们在物理空间、能耗阻抑和巅峰性能之间找到的最优解。”共合并作、杜克大学博士后商议员夏博熙博士暗意。

为了考证这种近乎完好意思的“动态对称”遐想究竟能带来多大的上风，商议团队在仿真环境和实在的物理宇宙中，中国KAIYUN为 Argus 遐想了一系列测试实验。

收尾标明，Argus 能够全向生动行走，即使只在幽谷考验，草地、砂石、水泥路、湿滑泥地也能零样本通用，包括台阶；即便在行进中遭逢硬件故障，被就地闭塞掉 1-3 条腿，Argus 也能飞快通过调停体格姿态，陆续牢固前行；此外，这台机器东说念主在单侧名义挂载 4.5 公斤的重物时，依然能保握极高的办法行驶速率；而在模拟月球低重力的空间探伤实验中，它致使能靠伸出不同标的的腿，在两堵平行的墙壁之间兑现轮换撑握与推举，完成垂直攀爬。

“像滋长新物种一样造机器东说念主”

在“动态各向同性”这一量化狡计下，面前大盛大机器东说念主，包括来源进的四足机器东说念主、东说念主形机器东说念主和传统无东说念主机，得分均低于 0.6。而 Argus 的得分高达 0.91，接近表面最大值。

图 | 不同机器东说念主的动态各向同性（来源：上述论文）

如斯悬殊的数据断层，未免让东说念主产生深嗜：这个的确让传统机器东说念主集体“不足格”的新循序，究竟是为 Argus 量身定制的“偏好”，如故信得过波及了遐想的底层王法？

“动态对称性不是独一的循序，但它是一个相配有价值且被淡薄的科学狡计。天然界的神情教诲了咱们许多工程和科学常识，但这不料味着机器东说念主必须局限于这些神情”，刘加勋补充说念，“咱们的评价循序把无东说念主机、四足机器东说念主、东说念主形机器东说念主和绳子驱动机器东说念主放在了合并个评价体系里。它测量的是机器东说念主在遇到各个标的的突发情景时，产生片刻反作使劲的生动性。这在高度动态和复杂的环境中是曲常客不雅且广阔的上风。”

此外，这种遐想极地面镌汰了机器东说念主从仿真到现实（Sim-to-Real）的规模。陈博源喜跃地回忆说念：“这是我作念机器东说念主十多年来，Sim-to-Real gap 最小的一次，咱们只花了一天不到的时代。因为 Argus 的 20 条腿是实足动态对称的，咱们只需要把一条腿的系统参数搞了了，剩下 20 条平直复制。天然实践物理电机之间存在轻细各别，但获利于高度的动态对称性，这些各别被完好意思消化了。放进现实环境后，它基本上绝不勉力地就平直使命了。”

这种神情致使带来了极强的鲁棒性和抗毁智商。在物理实验中，即使就地闭塞掉一到三条腿，Argus 也不会像东说念主类或四足机器狗那样坐窝瘫痪。它能飞快调停姿态，刻意将体格转向腿部好意思满的一面，行使健康的腿采选发力任务，陆续牢固前行。

在应用层面，Argus 展现出了极强的场景稳健力。夏博熙先容称，许多东说念主凭直观以为 20 条腿势必耗电，但恰巧相背，获利于动态对称性，它的能耗很低，且运行杂音也很小。

面前，研发团队如故进行了月球重力实验，为将来的天外探索作念好了准备；同期，它在荒废墟质勘测、灾害解救等调皮耗、高门槛任务中相同极具后劲。

更深切的出路在于微不雅医疗限制：淌若将相同的力学机理当用到纳米或微米级机器东说念主上，它们就能在极其复杂的东说念主体器官、内脏或血管中，以极调皮耗生动穿梭实践靶向任务。不仅如斯，该表面框架也有望反哺现存的无东说念主机、机械手遐想，致使启发学界挖掘出更多尚未被发现的第一性旨趣。

面临如斯出色的发达，这是否意味着咱们应该改动机器东说念主的遐想标的？

在陈博源看来，东说念主类对机器东说念主遐想的探索其实还相配匮乏。比较大天然从细胞到动植物那千万种奇妙神情，当下由东说念主形、四足、无东说念主机或机械臂陈列组合而成的硬件库，显得想象力十分受限。刻下大盛大机器东说念主研发被“即时遵循”所打单——因为从零遐想硬件既慢又难，民众更倾向于在现存神情上缝补缀补。

“造机器东说念主应该像滋长一个新物种。”陈博源强调，这个新物种理当领有属于我方的念念考、驱动和供能神色，致使领有清静的交互说话。在他看来，Argus 的出身，其核情意思意思并非要在未来就量产去替代某款居品，而是向通盘行业抛出一个启发式的问题：机器东说念主到底是什么？咱们是不是该跳出现存的念念维框架，去开发一套信得过关乎机器东说念主遐想的科学表面？

至于梦想中通用机器东说念主的终极神情，陈博源坦言，阿谁信得过合适预期的智能体尚未问世。这恰是其实验室坚握“全栈”探索的初志：芜乱学科壁垒，和会机械、电子与猜度机布景的交叉科研力量，同步演化机器东说念主的“大脑（软件）”与“躯体（硬件）”，去共同寻找将来的谜底。

“但我笃信少许，当下绝大盛大机器东说念主的出身，并未受命这种软硬共生的研发旅途。淌若探索的旅途自身存在局限，那么由此产出的物理实质，冒昧率也不会是咱们最终渴慕的最优解。”陈博源说说念。

参考都集：

1.Liu， J.， Xia， B.，Chen， B. (2026). Extreme dynamic symmetry enables omnidirectional and multifunctional robots. Science Robotics， 11(114)， eaec1725. https://doi.org/10.1126/scirobotics.aec1725

运营/排版：何晨龙

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