智能四足机器人系统设计与控制探究
成都
【寒假】01 月 26 日 - 01 月 30 日
# 机械工程 # 计算机科学 # 电子信息工程 # 物理

随着仿生学、机电控制与人工智能技术的深度融合,四足机器人已成为机器人领域的前沿方向。从波士顿动力的Spot在复杂环境中自主巡检,到科研机构开发用于灾害救援的仿生机器犬,四足机器人正逐步突破传统轮式机器的局限,在太空探索、安防、勘探等场景中展现出巨大潜力,标志着机器人技术从“结构化运行”向“自主化适应”的重要演进。
本项目联合工程领域资深导师,聚焦桌面场景的小型化应用需求,带领学生亲历从零搭建一台智能四足机器人的完整过程。核心学习内容包括:掌握其机械结构设计与运动控制原理,完成机器人的组装与步态调试;集成传感器与控制器,编程实现环境感知、精准抓取功能。通过这一紧凑而系统的实践过程,深刻理解机器人的系统集成方法,全面提升在机械、电子、控制及编程方面的跨学科工程实践与创新能力。

科
研
师
资
国家一线科研专家
特邀机械工程与电子电气工程领域的专家指导

前
沿
课
题
前沿课题深度学习
系统学习机器人工程核心系统、发展脉络、设计原理与力学基础及前沿应用

科
研
实
操
亲身体验科研实操
进行机器人的组装与步态调试、集成传感器与控制器、编程实现环境感知等实验

成
果
应
用
课题科研成果应用
科研成果应用于推动机器人系统架构、开源机器人生态等工程科学问题的研究
主要实验

机器人结构件的加工与制备

机器人四足协同设计与测试

多自由度机械臂精准操控
信号采集
信号可视化和注释
伪影去除和预处理
特征提取
日程表

*日程供参考,可能会根据具体情况调整顺序或微调内容
参考证书展示

ASDAN SCIENCE 证书
UCAS 官方推荐的 ASDAN SCIENCE SHORT COURSES CREDIT

XLAB中国官方结业证书
*证书sample仅为参考,具体证书内容可能会根据当期课程内容微调,以实际发放为准

科研院所证书
*证书sample仅为参考,具体证书内容可能会根据当期课程内容微调,以实际发放为准

ASDAN Research证书
(可选,需完成后续学术产出)

项目感言
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XLAB四足机器人项目中,我的收获远不止于技术层面。从硬件上,我熟练掌握了SolidWorks建模与3D打印参数调优,深刻理解了结构轻量化与强度的平衡;从软件上,我通过MATLAB和C++实现了步态规划与姿态反馈控制,真正打通了机械、电子与编程的壁垒。更重要的是,频繁的调试失败锤炼了我的系统性工程思维和耐心。 同时,项目中涉及的动力学建模与PID控制,恰好为衔接海外研究生课程(如控制理论、机电一体化)打下了坚实基础,让我有信心快速适应高强度的学术节奏。这份从零搭建真实机器人的独特体验,无疑能让我在众多申请者中脱颖而出。—— 深大师院国际高中(南山校区) 李同学

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参与XLAB四足机器人整体实验的全程里,步态参数调试环节让我的收获最为深刻。在这个环节中,我需要反复修改运动参数、多次重复对照实验,不断观察机器人行走状态的变化,逐一排查抖动、偏移、失衡等各类故障。这段经历让我学会用严谨、量化的实验思维拆解复杂问题,掌握了完整的科研流程,也锻炼了我独立实操、耐心试错、团队协同沟通的综合能力。同时,这段实验室经历直观展现了智能系统、自动化控制领域的研究内容,让我切实体会到工程学科的研究逻辑与实践模式,明确了自身对智能机器人、自动化相关方向的研究兴趣,更有针对性地规划后续专业学习与科研背景提升。—— 北京市新英才学校 郝同学

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在本次XLAB四足机器人实验中,我最大的收获来源于腿部行走角度调试与软硬件联调环节。为了驱动MG996R舵机实现稳定的步态,我深入学习了PWM脉宽调制原理及PCA9685驱动板的I2C通信协议,并亲手编写了Arduino控制代码。此次学习让我看到了智能系统在复杂环境中的潜力。它坚定了我选择应用物理作为留学专业的决心。我希望带着这种跨学科融合的视野和严谨的实验态度,在未来的研究中继续深入探索。——上海光华学院剑桥国际中心(光华剑桥) 王同学

精彩瞬间
为什么选择我们
历史
20+ 年历史,由德国哥廷根大学的 Neher 教授发起,得到德国政府和哥廷根大学大力支持。多年来,XLAB 以高端科研实验为学术核心的课程设计受到广泛青睐。每年,来自欧洲和全球超过10000名学生参与到该项目中。XLAB 在全球各地开设实践中心,旨在让这个独特的理念和教学方式覆盖更多学子,培养未来的科学人才。
XLAB 期望让更多人学习体验到科学的乐趣,鼓励他们探索科学的奥秘,并思考如何运用科学解决人类难题。因此,XLAB 的课题一般不会是简单的物理、化学、生物、医学,更多的是跨学科的前沿课题,如基因工程、医学研究、纳米生物、药物化学、高能物理等。
课题
实验
实验是 XLAB 项目的核心,每个参与者都将有机会进入先进的实验室,在导师的指导下安全地进行系列相关实验和数据分析,并完成实验报告。每天进行 6 个小时以上的科研,这不仅能提升学生的科学知识和逻辑思维,还能锻炼专注力和忍耐力。学生们将有机会亲身体验科研人员的工作内容和状态,并认真思考是否在在未来教育中选择科研方向。
XLAB 的课程设置是独特的,它包含四个关键模块:学科导读与课题思考、科研教学、实验操作、实验数据分析、科研报告撰写。通过四大模块的学习,学生对这个课题就一定会有进一步的思考。所有课程均为小班教学,人数在 10-25 人。
课程
师资
由于 XLAB 的课题和内容均超过高中的教学纲领,且“专”于某个研究领域,因此,项目需要邀请该领域的科研专家进行实验设计与教学。XLAB 中国获得了相关科研机构的学术支持,根据 XLAB 的教学方式与实验要求设计内容,为中国学生提供深度的科研学术体验。
参加 XLAB 项目的学生将获得 2 份权威证书:XLAB 项目参与证书,详细说明实验内容,并由提供学术支持的科研单位导师签名;同学们将完成一份包含实验成果和数据分析的学术报告,并以此申请 UCAS 官方推荐的由英国素质教育发展认证中心 ASDAN 颁发的 30 学时“Science Award”科学奖证书。
证书
科研
对于任何有计划或者正在开展自然科学研究性学习 EPQ 或者科研论文的同学而言,XLAB 都为同学们提供了不可多得的科研场景来践行自己的科研计划,参与动手实践科研中。实验报告可以作为个人科研成果的部分。










