量产系统

ShiftOS:Moonwalkers 机器人鞋的实时控制系统

ShiftOS 是 Moonwalkers 机器人鞋背后的感知与控制系统。我的工作重点是让机器人鞋在真实用户、真实地面和真实产品约束下,保持平滑、响应及时且可预测的运动表现。

这个系统结合了步态感知、地形响应、自适应制动、安全兜底逻辑、嵌入式部署和动作捕捉验证。

循环演示ShiftOS 在真实场景中的运动表现
实时控制 机器人鞋 步态检测 地形响应 自适应制动 嵌入式系统 安全逻辑 动作捕捉验证 平衡感知控制

01 · 案例研究

为什么 ShiftOS 重要

这是我把研究背景转化为产品行为的地方。在论文里,一个控制器需要在定义好的实验中工作;在 Moonwalkers 上,控制器需要在每一步都工作。它要面对不同用户、不完美的地面、嵌入式算力限制、安全预期,以及用户对“脚感”和产品体验的真实要求。

我的角色

我负责 ShiftOS 的控制与感知开发,涵盖步态检测、地形感知行为、自适应制动、安全逻辑、嵌入式实现,以及基于动作捕捉和产品测试的系统验证。

挑战

挑战不只是让鞋子动起来,而是让它们在不同用户、不同地面和不同步态风格下,依然保持自然、可预测且安全的运动表现。机器人鞋需要实时读取用户步态,判断如何辅助,并控制轮子运动,同时还要具备足够的稳定性和可靠性,才能真正进入部署场景。

贡献

我负责的感知与控制行为,将足部运动转化为平滑的机器人辅助,包括步态时序、地形响应、自适应制动、运行时安全逻辑和嵌入式部署。

02 · 实地验证

Moonwalkers 的真实使用场景

Moonwalkers Original
Moonwalkers Original
TIME 2023 年度最佳发明 Moonwalkers 鞋款报道图
2023 年度最佳发明TIME 对 Moonwalkers Original 的认可
IKEA 场景中的 Moonwalkers 部署演示
IKEA 部署仓储场景中的行走表现
Moonwalkers Aero
Moonwalkers Aero
2026 年发布 Moonwalkers Dusk 预览
Moonwalkers Dusk紧凑型下一代平台
成果
Moonwalkers 已用于 IKEA 仓储作业场景。
产品部署
步态感知、自适应制动和地形感知响应已进入真实用户工作流程。
产品行为
低延迟转换、运行时安全兜底逻辑和安全约束针对部署场景进行了可靠性强化。
控制鲁棒性
通过动作捕捉、跑台和产品测试,将控制行为与可测量的步态表现联系起来。
验证流程

公开认可

Moonwalkers 平台的产品级里程碑和公开认可。

03 · 产品演进

Moonwalkers 平台时间线

Original
2022
已发布

第一代量产平台,由早期 ShiftOS 控制栈驱动,重点是可靠的行走辅助和部署准备度。

Moonwalkers Original
Aero
2024
已发布

更轻量的平台,具备更细腻的步态脚感、更快的响应,以及升级后的 ShiftOS 控制行为。

Moonwalkers Aero
Dusk
2026 年
即将发布

更紧凑的平台,重点是新一代自适应运动与更灵敏的用户体验。

Moonwalkers Dusk 预览
Pro
2027 年
开发中

下一代平台,探索更丰富的感知与平衡感知移动,面向未来的地形响应应用。

Moonwalkers Pro 预览

04 · 控制路线图

Ship → Adapt → Stabilize

我的控制、感知和嵌入式工作如何从可靠的产品级行为,逐步演进到自适应和平衡感知移动能力。

公开发布说明:ShiftOS 3.0 · ShiftOS 3.1

2024-2025
量产基础
2026 年
自适应运动
2027 年
平衡感知移动
01 · 交付
Moonwalkers / Aero
量产基础 · 2024-2025
核心目标
让机器人鞋在真实用户和仓储环境中保持平滑、可预测,并具备产品部署能力。
重点方向
  • 感知可靠意图预测
  • 感知稳健步态检测
  • 控制自定义控制配置
  • 控制速度区间响应
  • 控制自适应制动
  • 控制坡道感知停止
  • 嵌入式OTA 就绪部署
  • 安全运行时回退逻辑
解锁
平滑、可预测、可部署的 ShiftOS 产品行为。
02 · 自适应
Moonwalkers Dusk
自适应运动 · 2026 年
核心目标
让控制系统能够实时适应不同用户、步态模式和地形条件。
重点方向
  • 架构新一代架构
  • 估计更高的估计精度
  • 估计增强的信号处理
  • 感知先进的感知能力
  • 控制优化的控制响应
  • 自适应更广的自适应行为
  • 模式逻辑扩展的运行模式
  • 框架升级的软件框架
解锁
更精细、更强大的新一代体验。
03 · 稳定
Moonwalkers Pro
平衡感知移动 · 2027 年
核心目标
让鞋子对平衡、地面交互和复杂地形中的落脚位置具备更丰富的感知能力。
重点方向
  • 传感扩展的传感套件
  • 估计更高保真度的估计
  • 预测更强的预测能力
  • 控制增强的控制性能
  • 模式逻辑额外的运行模式
  • 地形更广的地形能力
解锁
为新一代移动能力奠定更坚实的基础。

05 · 研究基础

ShiftOS 背后的研究主线

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相关知识产权

相关专利申请 / 备案:代步装置的控制方法、电子设备及存储介质,中国专利申请公布 CN121704448A。