#Embit

轻量内核，全栈具身 —— 基于 MoonBit 的下一代通用具身机器人开发框架

#项目简介

#项目状态

#核心特性

• 🚀 全链路原生 MoonBit 实现：从仿真交互、推理调度到运动控制统一基于 MoonBit 开发，静态编译单文件部署，彻底摆脱 Python 依赖，运行性能接近原生 C
• 🤖 通用机器人抽象层：基于 URDF 标准设计，配置化适配多形态机器人，一次开发跨机型复用
• 🧠 全尺度 VLA 推理兼容：基于 ggml/vla.cpp 构建，支持从 1B 端侧轻量模型到 70B+ 通用具身大模型，覆盖 INT4~FP16 全精度
• ⚡ 高实时性控制运行时：依托 MoonBit 结构化并发与内存安全特性，实现微秒级控制环路抖动
• 📐 DH 参数运动学：标准 DH 约定正运动学 + 阻尼最小二乘逆运动学，支持 6-DOF 工业机械臂
• 📊 卡尔曼滤波状态估计：常速度模型 1D 卡尔曼滤波，逐关节独立 [位置, 速度] 估计
• 🔌 仿真与真机无缝切换：统一硬件抽象接口（GazeboRobot / RealRobot），Sim2Real 迁移成本极低
• 🎛️ 内置可视化调试工具：基于 Selene 引擎打造监控面板，支持实时状态观测、数据回放、参数在线调优
• 🛡️ 全面安全联锁：关节限位 / 速度限制 / 力矩限制 / 碰撞检测 / 紧急停止 / ISO 10218 合规检查
• 📈 性能基准与监控告警：控制环路抖动测量 + 多级告警系统（Info/Warning/Error/Critical）

#FFI 条件编译架构

#快速开始

#环境要求

• MoonBit 工具链 >= 0.1.20260807（preferred_target = "native"）
• C 编译器（FFI native-stub 编译必需，Windows 下随 MoonBit 附带 TCC）
• Ignition Gazebo Fortress / Harmonic（仿真模式，可选）
• ggml/llama.cpp（VLA 推理，可选）
• Selene SDK（可视化引擎，可选）
• （可选）支持 CUDA / Metal 的 GPU 设备

#安装

moon add walkzzz/embit/embit-core
moon add walkzzz/embit/embit-gazebo
moon add walkzzz/embit/embit-ggml
moon add walkzzz/embit/embit-control
moon add walkzzz/embit/embit-view
moon add walkzzz/embit/embit-examples

#最小示例

/// 人形机器人行走 Demo：仿真 → VLA 推理 → 轨迹规划 → 执行 → 监控
fn main raise @core.RobotError {
  // 1. 连接仿真环境
  let sim = @gazebo.GazeboClient::connect("localhost:9000")
  // 2. 加载 VLA 模型（.gguf 格式）
  let model = @ggml.VlaModel::load("models/smolvla-7b-q4.gguf")
  // 3. VLA 推理：图像 + 语言指令 → 动作序列
  let _ = model.infer(b"camera_image", "walk forward 2 meters")
  // 4. 构建运动控制器并规划轨迹
  let ctrl = @control.MotionController::new(robot_model)
  let traj = ctrl.compute_trajectory(start, goal, constraints)
  // 5. 发布轨迹到仿真
  for wp in traj.waypoints {
    sim.publish("/joint_commands", b"waypoint")
  }
  // 6. 清理
  model.free()
  sim.disconnect()
}

#内置 Demo

fn main raise @core.RobotError {
  // Phase 1 具身任务
  @examples.humanoid_walk()           // 人形行走
  @examples.quadruped_avoid()         // 四足避障
  @examples.arm_grasp()               // 机械臂抓取
  // Phase 2 管线
  @examples.vla_pipeline_demo()       // VLA 推理管线
  @examples.impedance_control_demo()  // 阻抗控制
  @examples.sensor_fusion_demo()      // 传感器融合
  @examples.batch_inference_demo()    // 批量推理
  // Phase 3-4 高级
  @examples.multi_robot_scene_demo()  // 多机型场景管理
  @examples.cartesian_control_demo()  // 笛卡尔空间控制
  @examples.full_stack_demo()         // 全栈综合 Demo
  // Phase 4 仿真集成
  @examples.sim_scene_setup_demo()    // 仿真场景搭建
  @examples.sim_closed_loop_demo()    // 仿真闭环（100 步）
  @examples.vla_sim_execution_demo()  // VLA 仿真执行
  @examples.multi_robot_scenario_demo() // 多机型协调
  // Phase 4 真机联调
  @examples.real_robot_demo()         // 真机控制
  @examples.sim2real_consistency_demo() // Sim2Real 一致性
  @examples.safety_interlock_demo()   // 安全联锁
  @examples.emergency_stop_demo()     // 紧急停止
  // Phase 5 生产硬化
  @examples.performance_tuning_demo() // 性能调优
  @examples.monitoring_alert_demo()   // 监控告警
  @examples.safety_certification_demo() // 安全认证
}

#文档链接

• 技术文档（完整架构与设计）
• 性能基准报告
• 项目申报书
• 品牌故事与命名体系
• 迭代路线图
• 变更日志

#文件结构

embit/
├── embit-core/          # 核心基础库：RobotError / JointState / RobotModel / Robot trait / RobotBuilder / RealRobot
├── embit-gazebo/        # 仿真通信 SDK：GazeboClient + GazeboRobot + 世界控制 + 场景管理 + FFI(Ignition Transport)
├── embit-ggml/          # VLA 推理 SDK：VlaModel + Tensor + Tokenizer + Backend + FFI(ggml/llama.cpp)
├── embit-control/       # 运动控制：轨迹规划 + DH运动学(IK/FK) + 卡尔曼滤波 + PID + 阻抗 + 笛卡尔控制
│                        #   + SafetyController + AlertSystem + CollisionDetector + SafetyCertification + ControlLoopBenchmark
├── embit-view/          # 可视化面板：Widget / 录制回放 / 实时监控 / DataSeries + FFI(Selene)
├── embit-examples/      # 示例工程：21 个 Demo（具身任务/管线/高级/仿真集成/真机联调/生产硬化）
├── docs/                # 项目文档
│   ├── 01-项目申报书.md
│   ├── 02-技术文档.md
│   ├── 03-品牌故事.md
│   └── 04-性能基准报告.md
├── .github/             # CI/CD（check/test/fmt/info + FFI 集成测试）+ Issue/PR 模板
├── moon.mod             # 模块元数据（walkzzz/embit, native target）
├── CONTRIBUTING.md      # 贡献指南
├── CHANGELOG.md         # 变更日志
├── roadmap.md           # 迭代路线图
└── LICENSE              # Apache 2.0

#贡献指南

1. Fork 本仓库
2. 创建特性分支（git checkout -b feature/xxx）
3. 提交变更（git commit -m "feat: xxx"）
4. 推送到分支（git push origin feature/xxx）
5. 提交 Pull Request

#许可证

#致谢

• MoonBit — 国产新一代系统编程语言
• Mooncakes — MoonBit 包管理仓库
• Ignition Gazebo — 开源机器人仿真引擎
• ggml — 轻量级推理引擎
• Selene — MoonBit 生态可视化监控工具