Open Source Robotics

精選高品質的開源機器人專案、工具與軟體，推動機器人社群向前發展。

Open Duck Mini V2

受 Disney BDX 機器人啟發、可自行 3D 列印並打造的開源迷你鴨子機器人

授權條款

Apache-2.0

概述

Open Duck Mini V2 是一款可以自己動手打造的開源鴨子機器人：它是 Disney BDX 機器人的迷你版，高約 42 公分，其步行能力來自以強化學習訓練的神經網路。專案的設計目標是容易取得且平價，完整物料清單成本低於 $400。機器人配備 14 顆 Feetech STS3215 序列匯流排伺服機，用於腿部與頭部的關節動作，以 Raspberry Pi Zero 2W 進行機上運算，並以 BNO055 IMU 感測方向。所有結構零件都以標準 PLA 與 TPU 進行 3D 列印，並提供完整的 OnShape CAD 模型供客製。

專案非常重視雙足行走運動的模擬到現實（sim-to-real）轉移。策略在 MuJoCo 物理模擬器中以強化學習訓練，然後直接部署到實體機器人上。團隊開發了 Open Duck Playground，這是建立在 Google DeepMind 的 MuJoCo Playground 之上、用於訓練步行策略的客製框架。透過 Rhoban 的 BAM（致動器識別工具）達成精確的馬達建模，這對於以專案所用的平價業餘級伺服機跨越模擬到現實的落差至關重要。

Open Duck Mini V2 已培養出一個充滿活力的社群，擁有活躍的 Discord 伺服器、世界各地記錄下來的眾多社群作品，以及來自全球打造者的貢獻。專案也包含選用的表情功能，例如 LED 眼睛、攝影機、喇叭、馬達驅動的天線耳朵與投影機，讓機器人在純粹的行走運動研究之外也具有個性。

硬體： Open Duck Mini V2 高 42cm，由 35 個以上的 3D 列印 PLA／TPU 零件，以 M3 熱熔螺母與軸承組裝而成。它使用 14 顆 Feetech STS3215 序列匯流排伺服機（每條腿 5 顆：髖部偏航／滾轉／俯仰、膝部、踝部；另有 4 顆用於頭部俯仰／偏航／滾轉與頸部俯仰），以及 2 顆用於天線耳朵的 SG90 微型伺服機。機上電腦是 Raspberry Pi Zero 2W，搭配用於方向感測的 BNO055 9 自由度慣性量測單元（IMU）、用於偵測地面的腳底接觸開關，以及附 BMS 的 2S 18650 電池組供電。

軟體： 強化學習策略在 MuJoCo 中以 Open Duck Playground 框架訓練，該框架建立在 Google DeepMind 的 MuJoCo Playground 之上。馬達動態以 Rhoban 的 BAM 致動器識別工具精確建模。訓練好的策略匯出為 ONNX 模型，並透過 Open Duck Mini Runtime 部署到 Raspberry Pi 上。用於模仿學習的參考動作由參數化步行引擎產生。

能力： 透過模擬到現實（sim2real）強化學習策略進行雙足步行、3 自由度頭部關節動作（俯仰／偏航／滾轉）、地面接觸感測、以 IMU 為基礎的平衡回饋，以及選用的表情功能，包括 LED 眼睛、攝影機視覺、喇叭音訊輸出與馬達驅動的天線耳朵。

別與 Microduck 混淆： Microduck 是 Pollen Robotics 較小的 25 cm 鴨子機器人，以組裝完成品販售，售價 $399，其軟體開放但硬體不開放。Open Duck Mini 的硬體完全開放，所以你要自己列印零件並自行打造。

為何重要

Open Duck Mini V2 提供一個完全開源、平價（完整零件清單低於 $400）的模擬到現實（sim-to-real）強化學習平台，讓雙足機器人研究更加普及。它在昂貴的研究平台與業餘機器人之間搭起橋梁，讓任何擁有 3D 印表機的人都能打造雙足機器人並實驗雙足行走運動，而這個問題傳統上需要要價數千美元的機器人。

解決的問題

雙足行走運動研究通常需要要價數千美元、昂貴的專有機器人硬體。Open Duck Mini V2 提供一個平價、完全開源的雙足平台，讓研究人員、學生與愛好者都能以模擬到現實（sim-to-real）轉移訓練並部署強化學習步行策略，降低雙足機器人實驗的入門門檻。

重點

  • 完全開源的雙足機器人（Apache 2.0），使用 3D 列印零件與現成伺服機，打造成本低於 $400
  • 在 MuJoCo 模擬中訓練的強化學習策略，可直接轉移到實體機器人上進行步行
  • 採用 Feetech STS3215 序列匯流排伺服機，並透過 Rhoban 的 BAM 進行精確的馬達建模，實現可靠的模擬到現實（sim-to-real）轉移
  • 活躍的社群，擁有 Discord 伺服器、世界各地的社群作品，並獲得 HuggingFace 與 Pollen Robotics 的贊助
  • 模組化設計，提供選用的表情功能（LED 眼睛、攝影機、喇叭、天線耳朵），延伸到純粹的行走運動之外

適用對象

  • 研究雙足行走運動與模擬到現實（sim-to-real）強化學習轉移的機器人研究人員
  • 尋找平價實作平台來教授強化學習與機器人控制的大學生與教育工作者
  • 想打造並客製自己會走路之雙足機器人的創客與 DIY 社群成員
  • 有興趣將強化學習應用到實體機器人控制問題的 AI／ML 工程師

限制

  • 步行仍在改進中，尚未達到產品等級的平順行走運動
  • Feetech STS3215 業餘級伺服機的扭矩與精度不如研究級致動器
  • 組裝需要焊接技能、能列印 PLA 與 TPU 的 3D 印表機，以及對嵌入式 Linux 的熟悉
  • 文件有部分章節不完整，但社群 Discord 能補足缺口
  • 電池續航受 2S 18650 配置限制，而 Raspberry Pi Zero 2W 的運算能力有限

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