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“大多量机器东谈主谈论齐将对称性视为与机器东谈主体魄关连的问题，但咱们觉得，更雄壮的对称性可能体当今机器东谈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学在开发机器东谈主时所践行的理念。

近日，陈博源率领团队在 Science Robotics 上发表了最新效果，提议了一种被称为“动态对称性”（Dynamic Symmetry）的蓄意理念，并基于此开发了 Argus 球形机器东谈主：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谈主，每条腿的终端齐装有一台录像头。

它能自适合地形变化，到手穿越沙地、草地、碎石和高达 12 厘米的台阶等拦截物；能向苟且标的转动；能负载近 10 斤重的负重；以至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）量化评价程序，现时起首进的四足机器狗、东谈主形机器东谈主和传统无东谈主机得分深广低于 0.6，而 Argus 的得分却高达 0.91，相配靠拢完竣的表面极限。

然则，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程序，而是向总共这个词机器东谈主学界抛出的一个深层启发。他暗示，现时的机器东谈主蓄意不应堕入盲目师法生物形态的窠臼，而应回顾第一性道理，去探索事物进化背后的底层逻辑。

“咱们造机器东谈主，是要复刻几百万、上千万种已知的生物，照旧去索求更本质的东西，作念得比大当然更好？”陈博源暗示。他盼望通过 Argus 这个充满设想力的工程规范启发业界：真的的通用机器东谈主不应只是是东谈主类数据与形态的复成品，而应被视为一种领有专属形态、能够自主发现宇宙并握续进化的“新物种”。惟有跳出现存形态的局限，通过软硬件的深度和会，来日的机器东谈主才能真的胜任那些东谈主类无法作念到、或作念得不够好的极限任务。

超 1，500 次形态模拟

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格式互动的蓝色机器东谈主“夏娃”而备受神志。2022 年加入杜克大学后，他同期在机械与材料系、电子与经营机工程系以及经营机科学系任职，并创立了通用机器东谈主实验室。“实验室的想法是作念‘探索型智能体 (Discovery Machines)’——让机器能够握住发现宇宙的本质、握住学习和进化。”

现时主流的通用机器东谈主谈论，大多寄但愿于打造一个全能的类东谈主试验，并通过海量的东谈主类数据（如第一视角视频、东谈主类示教或可一稔拓荒数据）进行手段迁徙。但在陈博源看来，这两者有着本质的诀别。

“东谈主类数据诚然珍重，但并不完竣。如若咱们但愿机器东谈主去作念东谈主作念不到、作念得不够好、或者枯竭裕如群众去作念的事情，依靠东谈主类数据就很可能不是独一的标的。”陈博源指出。

这种从“第一性道理”启程的念念考神态，胜仗促成了他对现存机器东谈主形态蓄意的念念考。在他看来，传统的机器东谈主蓄意多囿于仿生旅途，致使机器的形态与物理结构被过度固化。然则，与受限于躯体的生物不同，机器东谈主实足具备解放调动形态、驱动神态，铁心政策及机械结构的专有潜能。

因此，看成探索这一标的的其中一步，他们将主意投向了动态对称性。绵薄来说，它臆测的是机器东谈主在总共方朝上产生最大中心加快度的均匀进度。当这个目的靠拢表面极限时，机器东谈主便达到了完竣的动态对称 。“这意味着它不再受限于特定的行进标的，岂论是前后傍边照旧苟且斜角，齐能专揽自若地发力，真的达成了从长得对称到动得对称的本质开端。”这项谈论的共并吞作、杜克大学第三年博士生刘加勋暗示。

为了臆测这种智力，谈论团队引入了“动态各向同性”这一量化目的。在这个 0 到 1 的评分体系中，咫尺东谈主类蓄意的大多量传统机器东谈主得分齐在 0.6 以下。

为了考证这一表面，谈论团队蓄意并模拟了杰出 1，500 种形态，打造了一个名为 Argus 的球形机器东谈主家眷。

跟着腿数从 6 加多到 40，机器东谈主的性能进展与“动态对称性”之间存在着显然的规章：6 到 16 腿之间，动态各向同性跟着腿数加多连忙训诫，流毒大幅诽谤，任务到手率权贵提高，能耗下跌；16 到 22 腿之间，动态各向同性增长启动出现角落收益递减，性能训诫放缓，逐渐靠拢最优状态；22 腿以上时，动态各向同性简直不再训诫，达到表面平台期，讲明冗余的机械结构、经营负荷和分量可能会降粗劣效，让铁心变复杂。

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 的每一条腿底端齐配备了小型深度相机，赋予其 360 度无死角的全向环境感知智力。

“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，性能训诫达到了一定的阈值，再往后加多腿数，性能的角落收益就启动递减。

同期，咱们在物理样机上必须将电源、经营单位、传感器一谈集成在试验上，达成实足的无外接线运行。20 条腿是咱们在物理空间、能耗铁心和巅峰性能之间找到的最优解。”共并吞作、杜克大学博士后谈论员夏博熙博士暗示。

为了考证这种近乎完竣的“动态对称”蓄意究竟能带来多大的上风，谈论团队在仿真环境和真实的物理宇宙中，2026年世界杯官网为 Argus 蓄意了一系列测试实验。

扫尾标明，Argus 能够全向生动行走，即使只在幽谷教授，草地、砂石、水泥路、湿滑泥地也能零样本通用，包括台阶；即便在行进中遭受硬件故障，被速即破损掉 1-3 条腿，Argus 也能连忙通过退换体魄姿态，不竭恬逸前行；此外，这台机器东谈主在单侧名义挂载 4.5 公斤的重物时，依然能保握极高的想法行驶速率；而在模拟月球低重力的空间探伤实验中，它以至能靠伸出不同标的的腿，在两堵平行的墙壁之间达成瓜代撑握与推举，完成垂直攀爬。

“像滋长新物种一样造机器东谈主”

在“动态各向同性”这一量化目的下，咫尺大多量机器东谈主，包括起首进的四足机器东谈主、东谈主形机器东谈主和传统无东谈主机，得分均低于 0.6。而 Argus 的得分高达 0.91，接近表面最大值。

图 | 不同机器东谈主的动态各向同性（来源：上述论文）

如斯悬殊的数据断层，未免让东谈主产生趣味：这个简直让传统机器东谈主集体“不足格”的新程序，究竟是为 Argus 量身定制的“偏好”，照旧真的波及了蓄意的底层规章？

“动态对称性不是独一的程序，但它是一个相配有价值且被淡薄的科学目的。当然界的形态教养了咱们许多工程和科学常识，但这不虞味着机器东谈主必须局限于这些形态”，刘加勋补充谈，“咱们的评价程序把无东谈主机、四足机器东谈主、东谈主形机器东谈主和绳子驱动机器东谈主放在了并吞个评价体系里。它测量的是机器东谈主在遇到各个标的的突发气象时，产生短暂反作使劲的生动性。这在高度动态和复杂的环境中口角常客不雅且雄壮的上风。”

此外，这种蓄意极地面裁减了机器东谈主从仿真到现实（Sim-to-Real）的范围。陈博源激昂地回忆谈：“这是我作念机器东谈主十多年来，Sim-to-Real gap 最小的一次，咱们只花了一天不到的时间。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 条胜仗复制。诚然试验物理电机之间存在眇小互异，但收获于高度的动态对称性，这些互异被完竣消化了。放进现实环境后，它基本上绝不忙绿地就胜仗使命了。”

这种形态以至带来了极强的鲁棒性和抗毁智力。在物理实验中，即使速即破损掉一到三条腿，Argus 也不会像东谈主类或四足机器狗那样坐窝瘫痪。它能连忙退换姿态，刻意将体魄转向腿部完整的一面，期骗健康的腿吸收发力任务，不竭恬逸前行。

在应用层面，Argus 展现出了极强的场景适合力。夏博熙先容称，许多东谈主凭直观觉得 20 条腿势必耗电，但偶合违犯，收获于动态对称性，它的能耗很低，且运行杂音也很小。

咫尺，研发团队还是进行了月球重力实验，为来日的天外探索作念好了准备；同期，它在郊野地质勘察、灾害救助等粗劣耗、高门槛任务中通常极具后劲。

更久了的出息在于微不雅医疗限度：如若将通常的力学机理当用到纳米或微米级机器东谈主上，它们就能在极其复杂的东谈主体器官、内脏或血管中，以极粗劣耗生动穿梭引申靶向任务。不仅如斯，该表面框架也有望反哺现存的无东谈主机、机械手蓄意，以至启发学界挖掘出更多尚未被发现的第一性道理。

面临如斯出色的进展，这是否意味着咱们应该调动机器东谈主的蓄意标的？

在陈博源看来，东谈主类对机器东谈主蓄意的探索其实还相配匮乏。比拟大当然从细胞到动植物那千万种奇妙形态，当下由东谈主形、四足、无东谈主机或机械臂罗列组合而成的硬件库，显得设想力十分受限。现时大多量机器东谈主研发被“即时效用”所诈骗——因为从零蓄意硬件既慢又难，寰球更倾向于在现存形态上缝补缀补。

“造机器东谈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、驱动和供能神态，以至领有寂静的交互讲话。在他看来，Argus 的出身，其中枢道理并非要在来日就量产去替代某款居品，而是向总共这个词行业抛出一个启发式的问题：机器东谈主到底是什么？咱们是不是该跳出现存的念念维框架，去设置一套真的关乎机器东谈主蓄意的科学表面？

至于空想中通用机器东谈主的终极形态，陈博源坦言，阿谁真的适合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：冲突学科壁垒，和会机械、电子与经营机配景的交叉科研力量，同步演化机器东谈主的“大脑（软件）”与“躯体（硬件）”，去共同寻找来日的谜底。

“但我投诚少许，当下绝大多量机器东谈主的出身，并未效用这种软硬共生的研发旅途。如若探索的旅途自己存在局限，那么由此产出的物理试验，大略率也不会是咱们最终渴慕的最优解。”陈博源说谈。

参考纠合：

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

注：封面/首图由 AI 赞成生成2026年世界杯官网