Agile asymmetric multi-legged locomotion contact planning via geometric mechanics and spin model duality

Title: Agile asymmetric multi-legged locomotion contact planning via geometric mechanics and spin model duality
Authors: Jackson Habala, Gabriel B. Margolis, Tianyu Wang, Pratyush Bhatt, Juntao He, Naheel Naeem, Zhaochen Xu, Pulkit Agrawal, Daniel I. Goldman, Di Luo, Baxi Chong
arXiv: https://arxiv.org/abs/2602.09123

这篇工作的关键价值是把“多足接触规划的组合爆炸”改写成“可控对称破缺”的问题。传统六足步态往往从对称模板出发，虽然稳定但容易卡在保守解；作者用几何力学给出形状变量与机体速度的映射，再用类似自旋系统能量最小化的视角搜索接触序列，使策略可以系统性探索非对称步态，从而在速度和容错上同时获益。

方法层面可以看成两段：先估计局部连接关系 $\xi =A(r)\dot{r}$，把关节形状变化转为机体 twist；再在离散接触状态上做代价优化，权衡前进收益、稳定性和切换成本：

$${\sigma }^{\ast }=\arg \underset{\sigma \in \{0,1{\}}^{N\times T}}{\min }{E}_{\text{travel}}(\sigma )+\lambda E_{\text{stability}}(\sigma )+\beta E_{\text{switch}}(\sigma ).$$

直观上，这个目标鼓励“有效破坏对称而不是随机乱跳”，最终产生带偏航调制的高机动步态。阅读实验时建议重点看：与经典 tripod gait 的单位周期位移对比、强行恢复对称约束后的性能回退、以及摩擦/负载扰动下失败率变化。局限在于几何近似对高冲击工况不一定稳健，且主要验证集中在单一六足形态，跨机体泛化仍需补证。

Figures