ROBOTSCONTROLEMBEDDED

把控制算法
落到真实机器上

我是王越,南安普顿大学电子与电气工程博士研究生。围绕足式机器人运动控制与机器人学习,我从零搭建了一台四足机器狗,并持续推进主动柔性脊柱、强化学习控制、GPU 可微分动力学与 FPGA 加速最优控制。

8-DoF
自研四足整机
1 kHz
实时控制循环
3-DoF
主动柔性脊柱
王越的个人照片
YUE WANGSouthampton, UK
RESEARCH STATUS
Quadrupedal locomotion / RL control

00 / PROFILE

机械、电控、实时系统与算法的完整闭环

我关注的不是脱离硬件的单点算法,而是机器人从机构设计、传感与驱动,到动力学建模、实时控制和学习策略的完整实现。研究成果尽量用实机实验或可复现基准回答。

01 / SELECTED WORK

核心项目

从一台真正跑起来的机器狗,到面向训练与控制的计算工具。

01
2023 至今自主研发

四足机器狗与 SPARC
主动柔性脊柱

从零完成 8 自由度四足机器人的机械结构、传动、电控板和实物搭建,并研制 1.26 kg、3 自由度的 SPARC 脊柱模块。系统在 FreeRTOS 上以 1 kHz 运行刚体动力学、任务空间阻抗控制和摩擦补偿。

自研四足机器人与 SPARC 主动柔性脊柱整机
8-DoF quadruped · SPARC active spine
SPARC 三自由度主动柔性脊柱实物
3-DoF compliant spine hardware
  • 完成 300 至 700 N/m 刚度台架实验,跟踪误差不超过 1.5%
  • 完成 97 次 bounding 步态实机实验,最高速度 1.029 m/s
  • 在 Isaac Lab 中使用 AMP 研究 11 自由度脊柱四足机器人的强化学习控制
022026

BARD

GPU 批量可微分刚体动力学

用原生 PyTorch 实现支持 URDF、FK、Jacobian、RNEA、CRBA、ABA 和自动微分的浮动基机器人动力学库,可直接用于强化学习与轨迹优化。

H200、batch=4096 下,FK 与 Jacobian 吞吐分别达到 Pinocchio 的 64 倍与 63 倍。

032025

Quattro

Transformer 加速 iLQR / MPC

以 Transformer 并行预测 iLQR 的反馈和前馈矩阵,并完成算法与 FPGA 的软硬件协同部署。

四旋翼单次优化迭代最高提速 27 倍,MPC 整体提速 17.8 倍;FPGA 最高获得 27.3 倍性能提升。

042021—2022

FOCX

电机驱动与双轮足机器人

设计基于 ESP32 的低成本 BLDC 矢量控制板,实现位置、速度与力矩闭环;用自研驱动搭建双轮足机器人并以 LQR 保持平衡。

FOC / BLDCESP32LQR
查看项目

02 / RESEARCH

研究与论文

明确区分已发表、已录用、预印本与进行中的工作。

2026即将上线 arXiv

SPARC: Spine with Prismatic And Revolute Compliance for Faster Quadrupedal Bounding

第一作者。围绕主动柔性脊柱的机构、任务空间控制与四足机器人 bounding 步态实机验证。

2026PRICAI 2026 · 已录用

GAFT: Geo-Anchored Fine-Tuning for Hazard Identification from Rare Failures

共同作者。利用几何信息引导视觉基础模型适配,从少量失效样本中学习野外机器人的稀有危险。

在研仿真验证

主动脊柱四足机器人的强化学习控制

在 Isaac Lab 中基于 AMP 对比刚性躯干、端到端主动脊柱和任务空间阻抗脊柱。当前结果显示主动脊柱有助于改善步态形态与侧向抗扰性,实机迁移尚未完成。本项目不列为已发表论文。

03 / CAPABILITIES

技术能力

01

机器人控制

刚体动力学、逆运动学、任务空间阻抗控制、MPC、iLQR / LQR、轨迹优化、Raibert 步态、系统辨识

02

机器人学习

强化学习、PyTorch、Isaac Lab AMP、GPU 批处理、自动微分、可微分物理、URDF、小样本学习、VFM 适配

03

嵌入式系统

C / C++、STM32、ESP32、FreeRTOS、CAN、SPI / I²C、FOC / BLDC、实时控制、驱动调试

04

机构与电气

Autodesk Inventor、机构与传动设计、3D 打印、Altium Designer、PCB、电源管理、IMU 与力传感器

04 / EDUCATION

教育经历

2023.01—2027.01

南安普顿大学

电子与电气工程博士(EEE)

研究方向:足式机器人运动控制与机器人学习

2019.09—2022.06

南安普顿大学

电子工程学士(EE)· 一等荣誉学位

核心课程包括机器人学、控制与通信、嵌入式工程、数字信号处理、计算机工程与工程数学。

05 / CONTACT

希望把研究做成
可运行的机器人系统

关注机器人运动控制、强化学习、软硬件结合与嵌入式相关机会。

justin.yuewang@gmail.com github.com/YueWang996