# 内骨骼仿生结构

发表：ICLR 2025 · Spotlight

作者：Muhan Li, Lingji Kong, Sam Kriegman

这套生成式框架演化软组织与刚性骨骼耦合的三维身体：形态空间连续，一个以形态为条件的控制器由所有身体共享。

- [论文](https://arxiv.org/abs/2412.01036)：Generating Freeform Endoskeletal Robots
- [代码](https://github.com/phenoweave/endoskeletal)
- [项目网站](https://endoskeletal.github.io/)
- [交互页面](https://www.beyond-infinity.top/zh/research/endoskeletal/)

## 步骤

### 1. 合成的形体空间

设计身体之前，模型先要知道身体可以是什么样子：它学习了 2000 万个合成身体，每个都是包着软组织的分叉骨架。

- 训练集：2000 万

![包着软组织的分叉骨架像星星一样向观者飘来，每个骨架长出时随之亮起。](https://www.beyond-infinity.top/agent/shots/endoskeletal_step1.jpg)

### 2. 潜在遗传编码

2000 万种形状多到无法逐个体素搜索，于是把每个身体压缩成一段简短的遗传编码；相近的编码，对应相似的身体。

- 身体：262 144 体素
- 编码：512 个数

![每个身体化作自己的编码，画成一条扭转的双螺旋，这些编码并排落在一片宽阔的地面上。](https://www.beyond-infinity.top/agent/shots/endoskeletal_step2.jpg)

### 3. 从基因型到表型，从个体到种群

编码只是一串数字，要由解码器把它长成有骨骼和软组织的身体，体素数量比早先的自由形态机器人多出约两个数量级。一代编码便成了种群。

- 网格：64³
- ICRA 2024：20 × 20 × 8

![排在方格阵列上的编码长成有骨骼和软组织的身体，中央的那个最先在扫过的光幕下成形。](https://www.beyond-infinity.top/agent/shots/endoskeletal_step3.jpg)

### 4. 共享大脑

这些身体的骨架各不相同，与其为每个身体训练一个大脑，不如让一个共享大脑把任何骨架读成图，驱动每一个关节。

- 大脑：1
- 骨架：任意

![线条从方格上的每个身体升起，汇入同一叠共享的网络层，一道信号沿网络层向上传递，再回到各个身体。](https://www.beyond-infinity.top/agent/shots/endoskeletal_step4.jpg)

### 5. 演化

每个身体都能动了，就各自在自己的世界里接受测试；走得最远的那些引导下一代编码，循环重新开始。

- 仿真时间：6.00 秒

![每个方格变成一个小小的仿真世界，身体在其中行走，随后这些世界并入中央的那个，适应度最高的身体留在那里。](https://www.beyond-infinity.top/agent/shots/endoskeletal_step5.jpg)