双足机器人的平衡控制是一个复杂的问题。在站立时，每个腿都需要保持稳定以支撑机器人的重量，同时调整身体姿态来保持平衡。而在行走时，则需要通过交替运动的方式，保持机器人的稳定性。
对于单腿模式，可以采用一些常见的方法来保持平衡，例如利用惯性、反馈控制和策略规划等。其中，反馈控制是最基本也最有效的方法之一，它通过测量机器人状态变量（如倾角、加速度等）和给定目标状态之间的误差，并根据误差大小和方向的不同，输出控制信号来调整机器人姿态和运动。此外，还可以使用各种传感器（如力矩传感器、惯性测量单元等）和算法（如卡尔曼滤波、PID控制等）来提高平衡控制的精度和鲁棒性。
机器人保持平衡的愿意是利用了自动控制理论中反馈的思想机器人平衡原理，通过机器人身上的传感器感应出机器人动作的变化机器人平衡原理，然后把数据传递给控制电路，控制电路进行分析之后再做出相应指令，纠正机器人的动作，从而使其保持平衡。
从爬行到直立行走，人类完成了从猿到人的重要进化。
对于机器人来说，做到独立行走，避开障碍物，同样也是一次飞跃。
虽然无论是电影中还是现实中，许多机器人都已经是人形设计，
但是机器人仍欠缺独立行走的能力。
在保持平衡等方面，甚至可以认为机器人是零智能的。
但是一则刷爆了机器人朋友圈。
看完这个视频，你肯定要感叹一声：卧槽，牛逼，逆天！
然后呢，你真的了解这个机器人吗？
这个Atlas机器人是出自于波士顿动力公司（Boston Dynamics）
大狗机器人
大多数人对于这家公司的了解可能是始于大狗机器人（Bigdog）。对，就是那只长得像狗一样的机器人。
大 狗机器人是如何走路的呢？它原理是，由汽油机驱动的液压系统能够带动其有关节的四肢运动。陀螺仪和其他传感器帮助机载计算机规划每一步的运动。机器通过四 条腿来保持身体的平衡，每条腿有三个靠传动装置提供动力的关节，并有一个“弹性”关节。这些关节由一个机载计算机处理器控制。如果有一条腿比预期更早地碰 到了地面,计算机就会认为它可能踩到了岩石或是山坡，然后就会相应地调节自己的步伐。
机器小狗LittleDog：用于四足机器运动研究
机器小狗
机器豹子 Cheetah
保持着最快有足机器人的记录，最高时速可达 29 英里（快过闪电博尔特）。
机器野猫 WildCat
机器人Petman
行动敏捷，就像它外形看上去的那样，它的职能是为美军实验防护服装。Petman能自我保持平衡。
Petman
沼泽机器RHex
用于沼泽地或者潮湿的天气，身上携带具备红外功能的摄像头。
沼泽机器RHex
SandFlea（又名沙蚤机器人）
SandFlea是波士顿动力推出的一款小型机器人，外形类似遥控车。SandFlea 可以在高达30英尺的跳跃中保持平衡并平稳落地。这种依靠滚动和跳跃运动的机器人可以帮助士兵和救援人员从安全距离之外对目标建筑物进行侦查。
爬墙机器RiSE
长0.25米，重2kg，速度达0.3 m/s。除了墙还有树、栅栏等垂直地形。
爬墙机器RiSE
还有踹不倒Spot机器人
Spot重约72.6千克，采取电池驱动，可用于室内和户外。Spot既可以攀爬楼梯，也可以穿越复杂地形。从下图来看，Spot最大特色确实很难被踢翻。
Spot机器人
视频里的主角——机器人Atlas
Atlas是世界最先进人形机器人，为什么说它是最先进的人形机器人呢？
因 为Atlas完全是按照人形基础来设计打造的，从常规形态和运动形态上都是模仿人类行为，并且这部机器人可以非常熟练的行走、爬楼梯、上跳下跳。而这还不 是最厉害的，它还可以在行进间受到物体撞击时保持平衡，智能躲避障碍物与异物，跨越攀爬坑洞。除了长得还不太像人，其他行为方面已经完全到了炉火纯青的境 界了。
旧款Atlas身高1.9米，体重约150公斤，之前它是这样走路的，
对就是屁股带个“绳”
新一代Atlas
如今波士顿动力公司对机器人Atlas进行了改进设计，新的版本就是上面视频里的能够直立行走，摔倒可以自己站起来的。
而且Atlas终于去掉那根难看的绳了。Atlas绑了一个外部电源来供电的，而这一版本则是电池供电，更时尚、更安静、更灵活，所以比起上一个版本，新Atlas看起来看轻盈，走起路来健步如飞。
波士顿动力学公司制造的机器人是通过复杂传感器达到平衡的。
这样的画面是否有些让你毛骨悚然，为什么同样是仿生机器人，波士顿的动力机器人能如此灵活呢？就像是一个机器被赋予了生命一样，哪怕是前段时间刚发布的特斯拉机器人都难以望其项背。究根结底还是各家出发点不一样，波士顿动力公司的机器人致力于在未来战场上的应用。而其他的一众厂家大多用于民事应用方面。他们的机器人已经能够完成各种难以想象的动作，比如Atlas这个机器人能够完成跳跃、旋转以及后空翻等一连串的动作，每次完成动作后还能站稳，宛如一名体操运动员。波士顿动力公司为了能使得机器人能更好的在战场上的发挥作用，多年来创造并测试了许多双足和四足机器人，其中最具代表性的机器人是腿行班组支援系统的LS3大狗机器人，这是大狗的军事化版本。 这个结实耐造的机器人被应用在炎热、寒冷、潮湿和各种肮脏的环境中工作，在极端的战斗条件下，它可以在背负重物的情况下保持平衡，从而使它能够被美国陆军大量的采购，作为小队的行军利器。 "Spot Mini "吸收了波士顿动力公司在开发 "大狗 "和 "LS3 "时学到的经验，并将其安装到一个全电动四脚机器狗中。 这使得它能够被用作各种民用和工业用途。
机器人可以是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。目前在工业、医学甚至军事等领域中均有重要用途。
欧美国家认为：机器人应该是由计算机控制的通过编排程序具有可以变更的多功能的自动机械，但是日本不同意这种说法。日本人认为“机器人就是任何高级的自动机械”，这就把那种尚需一个人操纵的机械手包括进去了。因此，很多日本人概念中的机器人，并不是欧美人所定义的。
现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”
复杂传感器
通过一种新的控制算法，美国佛罗里达州人机认知研究所（Florida Institute for Human and Machine Cognition, IHMC）的机器人实验室实现了拟人的平衡能力。
该算法的测试使用了波士顿动力公司（Boston Dynamics）的Atlas机器人，在算法的控制下，Atlas现在可以平稳的走过一段崎岖不平的水泥砖路。从动图中我们可以看到，Atlas的行为和人类基本无差：首先把脚轻轻地踩上去，判断地面的承受能力，接着通过调整身体和手臂来实现平衡。
在最开始的双足机器人使用的平衡控制策略是“静态步行”（static walking）
这种策略的特点是：机器人步行的过程中，重心（COG，Center of Gravity)的投影始终位于多边形支撑区域（support region）内，
这种控制策略的好处在于：在整个的行进过程中，机器人可以在行走动作中停止而不摔倒，但代价是行动速度非常迟缓（每一步需要花费10秒甚至更长）（因为需要保持重心的投影始终位于支撑区域，否则将不稳定），因为静态步行和人类的期望相差甚远，
于是人类开发出来了另一种步行平衡策略：“动态步行”（dynamic walking）。
在动态步行中机器人的行动速度被提升至了每步不超过1秒。但是弊端也是显而易见的，机器人难以在运动的状态下立即停顿（惯性的作用），从而使得机器人在状态转换的过程中变得不稳定。为了解决惯性带来的影响，零力矩点（ZMP，zero moment point）被引入到了这一控制策略中。在单脚支撑相中，ZMP=COG。引入ZMP的好处在于，如果ZMP严格的存在于机器人的支撑区域中，机器人绝对不会摔倒。
Xzmp代表正向ZMP，Xmc代表质量中心的前进位移，l是倒立摆的长度，g是重力加速度。
由于复杂地形的双足平衡无法由单一的控制器实现，所以多个控制器的切换策略被用于解决平衡问题。在这一个策略中，机器人的行走被设定为一个周期（cycle）每一个周期被分成了不同的行走阶段（stage）
