Buoyant Choreographies: Harmonies of Light, Sound, and Human Connection

📄 arXiv: 2506.00021v1 📥 PDF

作者: Dennis Hong, Yusuke Tanaka

分类: cs.RO

发布日期: 2025-05-21

备注: Proceeding to ICRA25 Arts in Robotics

💡 一句话要点

BALLU：漂浮式腿足机器人艺术装置，融合光、声与人机互动

🎯 匹配领域: 支柱一：机器人控制 (Robot Control)

关键词: 腿足机器人 浮力辅助 人机交互 艺术装置 机器人艺术 动态展示 视觉体验

📋 核心要点

  1. 现有机器人艺术装置通常存在互动性不足或安全性隐患，限制了其在公共空间的广泛应用。
  2. BALLU利用浮力辅助技术，结合轻量化腿足设计，实现了稳定、安全且具有高度互动性的机器人平台。
  3. 该艺术装置通过视觉和听觉元素的融合，创造了一种动态的、人机和谐共处的艺术体验，扩展了机器人的应用场景。

📝 摘要（中文）

BALLU（Buoyancy Assisted Lightweight Legged Unit）是一种独特的腿足机器人，它具有氦气球体和铰接腿。由于浮力辅助，BALLU具有固有的稳定性，永远不会翻倒，同时能够行走、跳跃并安全地与人互动。BALLU艺术装置建立在这个有趣的平台上，表达流动性、偶然性和连接。它将机器人运动转化为艺术性的视觉和听觉体验，将技术和创造力融合到动态的交互式展示中。本次展览有意不为机器人设置物理边界，强调技术与人性的和谐。这项工作显著扩展了BALLU在首尔机器人与人工智能博物馆（Seoul RAIM）的现有永久展览，通过视觉、听觉和物理表达，强调机器人技术与人性的和谐。

🔬 方法详解

问题定义：现有机器人艺术装置往往难以兼顾安全性与互动性。传统的刚性机器人可能对观众造成潜在风险，而缺乏稳定性的机器人则难以进行复杂的动作展示和互动。此外，如何将机器人运动转化为具有艺术表现力的形式也是一个挑战。

核心思路：BALLU的核心思路是利用浮力来辅助机器人的运动和稳定性。通过氦气球体提供向上的浮力，减轻腿部负担，降低重心，从而实现稳定行走和跳跃。同时，将机器人的运动与光、声等元素结合，创造出具有艺术性的视觉和听觉体验。

技术框架：BALLU的整体框架包括以下几个主要部分：1) 氦气球体：提供浮力，保证机器人整体的稳定性；2) 铰接腿：实现行走、跳跃等运动功能；3) 控制系统：控制腿部运动，实现预定的运动轨迹；4) 光学和声学系统：将机器人的运动转化为视觉和听觉信号，增强艺术表现力。

关键创新：BALLU的关键创新在于将浮力辅助技术应用于腿足机器人，实现了安全、稳定且具有高度互动性的机器人平台。这种设计使得机器人能够在没有物理边界的环境中安全地与人互动，为机器人艺术装置提供了新的可能性。

关键设计：BALLU的关键设计包括：1) 气球体的尺寸和形状，需要根据机器人的重量和重心进行精确计算，以保证足够的浮力和稳定性；2) 腿部的结构和运动方式，需要根据预定的运动轨迹进行优化设计，以实现灵活的行走和跳跃；3) 控制系统的算法，需要能够实时调整腿部运动，以应对外部干扰，保持机器人的平衡。

🖼️ 关键图片

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📊 实验亮点

BALLU艺术装置成功地在首尔机器人与人工智能博物馆进行了永久展览，吸引了大量观众。通过视觉、听觉和物理表达，强调了机器人技术与人性的和谐，提升了博物馆的互动性和吸引力。该装置展示了BALLU在没有物理边界的环境中安全地与人互动的能力，验证了其设计的有效性。

🎯 应用场景

BALLU的应用场景包括艺术展览、博物馆展示、公共空间互动装置等。它能够创造一种独特的、人机和谐共处的艺术体验，激发人们对机器人技术的兴趣和思考。未来，该技术还可以应用于教育、娱乐等领域，例如开发互动式机器人玩具、辅助教学工具等。

📄 摘要（原文）

BALLU, the Buoyancy Assisted Lightweight Legged Unit, is a unique legged robot with a helium balloon body and articulated legs \fig{fig:fig1}. Since it is buoyant-assisted, BALLU is inherently stable, never falling over, while being able to walk, jump, and interact safely with people. The BALLU art installation builds on this playful platform to express fluidity, serendipity, and connection. It transforms robotic motion into an artistic visual and acoustic experience, merging technology and creativity into a dynamic, interactive display. This exhibition intentionally does not have a physical boundary for the robots, emphasizing the harmony of the technologies and humanity. This work significantly extends BALLU's existing permanent exhibition in the Seoul Robotics & Artificial Intelligence Museum, Seoul RAIM (https://anc.masilwide.com/2261), emphasizing the harmony of robotics and humanity through visual, acoustic, and physical expression.