人形机器人领域优秀的开源框架

人形机器人领域目前有许多优秀的开源框架,涵盖了仿真环境运动控制感知与导航以及整机软硬件等不同层面。

以下是截至2025年,人形机器人领域最主流、最具影响力的开源框架整理:

1. 仿真与具身智能平台

a) NVIDIA Isaac Sim / Isaac Lab

  • 简介: 基于NVIDIA Omniverse平台构建,是目前人形机器人仿真训练的事实标准。它不仅提供高度逼真的物理仿真和光线渲染,还提供了用于生成合成数据的工具。

  • 特点: 支持域随机化、强化学习(Isaac Lab)、以及机器人基础模型(如Project GR00T)的开发和测试。

  • 适用场景: 数据合成、强化学习训练、数字孪生。

b) MuJoCo (Multi-Joint dynamics with Contact)

  • 简介: 由DeepMind维护并开源的物理引擎,以其快速、准确的多关节接触动力学计算而闻名。

  • 特点: 最初由华盛顿大学开发,现已被广泛用于运动生成和控制算法的研究。虽然最初不是专门为人形设计,但已成为人形运动控制研究的常用平台。

  • 适用场景: 运动控制算法开发、最优控制、强化学习。

c) PyBullet / Bullet

  • 简介: 另一个广泛使用的开源物理引擎,集成了渲染和碰撞检测。

  • 特点: 与Python深度集成,易于上手,常用于机器人学的教学和快速原型验证。

2. 整机软硬件开源平台

a) Unitree H1 (宇树科技)

  • 简介: 宇树科技的H1机器人虽然是商业产品,但宇树提供了较为开放的接口和部分开源代码库。

  • 特点: 开发者可以通过其SDK进行二次开发,接入ROS(机器人操作系统),并且其底层控制算法有一定参考价值。目前是学术界和工业界使用率很高的硬件平台。

b) Solo 8 / Solo 12

  • 简介: 由法国CNRS(法国国家科学研究中心)和LAAS实验室开发的完全开源的模块化四足/双足机器人。Solo 12 是双足版本。

  • 特点: 这是一个完全开源的硬件项目,包括机械结构图纸(CAD)、电路设计和软件代码都可以从GitHub上获取。成本相对较低,非常适合学术研究机构进行运动算法的底层开发。

c) OpenRobotix / ergoCub

  • 简介: 由意大利理工学院(IIT,Istituto Italiano di Tecnologia)主导的项目,是iCub人形机器人的开源演进版本。

  • 特点: iCub 是一个高度复杂的、用于认知发展研究的人形机器人,其软件栈(YARP 框架)和部分硬件设计是开源的。ergoCub 是其更注重工业应用和轻量化的版本。

d) ODrive

  • 简介: 虽然这是一个通用的高性能伺服驱动器项目,但它是DIY人形机器人领域的关键组成部分。许多自制人形机器人的开发者都使用ODrive来控制无刷电机。

3. 操作系统与中间件

a) ROS 2 (Robot Operating System 2)

  • 简介: 几乎所有人形机器人的上层软件都基于ROS 2构建。它提供了硬件抽象、设备驱动、库函数、可视化工具、消息传递和包管理等基础服务。

  • 关键组件:

    • MoveIt 2: 用于运动规划、操作控制、3D感知的运动规划框架。

    • Navigation 2: 用于移动机器人(包括双足机器人的底盘移动)的导航堆栈。

    • ROS 2 Control: 用于机器人实时控制的框架,管理控制器和硬件接口。

b) MCAP Robotics 中间件

  • 简介: 虽然这不是一个控制框架,但它是用于记录和共享机器人数据(日志)的开源格式,在机器人社区中越来越流行,类似于机器人领域的“视频文件”格式。

4. 控制与运动生成框架

a) OCS2 (Optimal Control for Switched Systems)

  • 简介: 由苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)开源的优化控制工具箱。

  • 特点: 支持模型预测控制(MPC,Model Predictive Control)和全身体控制(WBC,Whole-Body Control),是许多先进四足和人形机器人运动控制算法的核心。ANYbotics的ANYmal机器人就使用了类似的技术栈。

b) Crocoddyl

  • 简介: 一个高效的接触型机器人微分动态规划库,专注于通过接触进行运动规划和控制,由LAAS-CNRS开发。

c) Pinocchio

  • 简介: 一个高效的刚体动力学计算库,用于机器人动力学、运动学和碰撞计算。它是Crocoddyl和OCS2等控制框架的基础依赖库。

d) CHONV (Centroidal-Humanoid-Newton-Vauban)

  • 简介: 由Gepetto团队(LAAS-CNRS)开发的基于微分动态规划(DDP,Differential Dynamic Programming)的行走模式生成器。

5. 感知与导航

a) ORB-SLAM 3 / VINS-Fusion

  • 简介: 用于人形机器人的视觉同步定位与地图构建(SLAM,Simultaneous Localization and Mapping)系统。人形机器人在未知环境中行走需要实时定位,这些框架提供了基于视觉/惯性的定位方案。

b) Fastsam / GroundingDINO / SAM (Segment Anything Model)

  • 简介: 随着具身智能的发展,结合大模型的物体检测和分割框架被广泛用于人形机器人,帮助机器人理解它所处的环境。

继续阅读
我的微信
这是我的微信扫一扫
weinxin
我的微信
微信号已复制
我的微信公众号
我的微信公众号扫一扫
weinxin
我的公众号
公众号已复制
 
如何通过参数化配方,一键切换螺丝与糖果的包装模式? 包装机论坛

如何通过参数化配方,一键切换螺丝与糖果的包装模式?

如何通过参数化配方,一键切换螺丝与糖果的包装模式? 在竞争日益激烈的制造业中,柔性生产能力已成为企业的核心优势。今天您的产线还在包装M4x10的金属螺丝,明天可能就需要切换至塑料件。传统设备面对这种跨...
AI如何“慧眼识珠”进行计数呢? 包装机论坛

AI如何“慧眼识珠”进行计数呢?

在竞争日益激烈的制造业与电商领域,每一分成本都至关重要。您是否还在为产品计数环节而困扰? 高价值小零件(如螺丝、珠宝、电子元件)的人工计数,效率低下且易出错? 药品、保健品瓶装前的计数,对精度有严苛要...
视觉计数包装机终极指南:原理、优势与选型全解析 | 氿亿智能装备 包装机论坛

视觉计数包装机终极指南:原理、优势与选型全解析 | 氿亿智能装备

视觉计数包装机:重塑工业计数包装的智能核心,选对是关键! 在工业制造与物流配送领域,螺丝、螺母、药片、胶囊、电子元件等小型物料的计数包装是一项高频且关键的工序。传统人工计数方式速度慢、易出错,已成为制...

发表评论