Musculoskeletal robots offer intrinsic compliance and flexibility, providing a promising paradigm for versatile locomotion. However, existing research typically relies on models with fixed muscle physiological parameters. This static physical setting fails to accommodate the diverse dynamic demands of complex tasks, inherently limiting the robot's performance upper bound. In this work, we focus on the morphology and control co-design of musculoskeletal systems. Unlike previous studies that optimize single physiological attributes such as stiffness, we introduce a Complete Musculoskeletal Morphological Evolution Space that simultaneously evolves muscle strength, velocity, and stiffness. To overcome the exponential expansion of the exploration space caused by this comprehensive evolution, we propose Spectral Design Evolution (SDE), a high-efficiency co-optimization framework. By integrating a bilateral symmetry prior with Principal Component Analysis (PCA), SDE projects complex muscle parameters onto a low-dimensional spectral manifold, enabling efficient morphological exploration. Evaluated on the MyoSuite framework across four tasks (Walk, Stair, Hilly, and Rough terrains), our method demonstrates superior learning efficiency and locomotion stability compared to fixed-morphology and standard evolutionary baselines.


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在统计中,主成分分析(PCA)是一种通过最大化每个维度的方差来将较高维度空间中的数据投影到较低维度空间中的方法。给定二维,三维或更高维空间中的点集合,可以将“最佳拟合”线定义为最小化从点到线的平均平方距离的线。可以从垂直于第一条直线的方向类似地选择下一条最佳拟合线。重复此过程会产生一个正交的基础,其中数据的不同单个维度是不相关的。 这些基向量称为主成分。
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