形态-控制协同设计（形态进化）

把机器人的身体结构和控制策略放在一起优化，而非先定身体再学控制

形态-控制协同设计指同时搜索机器人的身体（肢体数量、长度、关节布置等）和控制它的策略。传统做法是先定本体，再为它编写或训练控制器；协同设计认为最优控制取决于身体，最优身体也取决于控制，应放在一个循环里优化。1994 年 Karl Sims 在 SIGGRAPH 发表的「Evolving Virtual Creatures」用模拟进化同时演化虚拟生物的形态和神经控制器。2021 年斯坦福 Gupta 等人的 DERL 用进化改身体、用强化学习训控制；ICLR 2022 的 Transform2Act 则把「改身体」也当成策略动作一起学。

例子在 DERL 中，由不同肢体拼成的虚拟智能体在仿真里学走路和操作，表现好的个体被保留并变异身体结构，多代之后出现了更稳定、更节能、学得更快的形态。

也叫

形态与控制联合优化、形态进化、Brain-Body Co-design、Co-design of Morphology and Control

相关

形态计算、强化学习、本体、仿真器、软体机器人、具身智能

来源

Evolved Virtual Creatures (Karl Sims, 1994)
Embodied Intelligence via Learning and Evolution (DERL)
Transform2Act: Learning a Transform-and-Control Policy for Efficient Agent Design