新型螺旋机器人，让“科幻走进现实” | 科技前线

主要观点总结

中国科学技术大学受自然界生物肢体启发，研制了螺旋机器人，为仿生软体机器人的设计和操控提供新思路。研究团队破解了自然界中多种生物肢体的对数螺旋线形态规律，提出可复现生物螺旋形态的软体机器人设计理论、实现方法和操控策略。机器人具有灵活度高、动作精细、负载能力强等特点，可抓取直径变化大的物体，最大负载达自重的260倍。此外，研究团队还提出了仿生抓取策略和机器人本体感知方法，提高了抓取的准确度和功能多样性。基于这些研究，螺旋机器人有多种拓展设计，易于部署在多种载体上，为复杂抓取任务、人机交互、低空经济产业等提供技术支持和创新解决方案。

关键观点总结

关键观点1: 研究自然界生物肢体的对数螺旋线形态

中国科学技术大学研究团队发现自然界中多种生物肢体呈现对数螺旋线形态，并能够轻易实现复杂动作和高效抓取。这一发现为仿生软体机器人的设计提供了新思路。

关键观点2: 螺旋机器人的设计和特点

研究团队提出了一类可复现生物螺旋形态的软体机器人，采用3D打印加工成型，制作成本低、制备速度快。机器人具有尖端高灵活度、动作精细度和强大的负载能力，可抓取直径变化超过两个数量级的物体。

关键观点3: 仿生抓取策略和机器人本体感知方法

研究团队受章鱼触手的运动模式启发，提出了一种仿生抓取策略，并引入了一种基于电流变化检测的机器人本体感知方法，无需外加传感器即可实现高灵敏的接触感知，提高抓取的准确度和功能多样性。

关键观点4: 螺旋机器人的拓展设计和应用

基于上述研究，螺旋机器人有多种拓展设计，长度从厘米到米不等，可由不同材质制备，实现2D或3D运动，并可以进行多机器人阵列协作。它们易于部署在机械臂、无人机等载体上，为复杂抓取任务、人机交互、低空经济产业等提供技术支持和创新解决方案。

文章预览

大家一定会对 章鱼触手、象鼻、 海马尾巴等生物 肢体印象深刻，它们具有 柔软、灵巧、高效的运动能力，甚至在一些科幻电影中，也有类似章鱼触手的仿生装置。 中国科学技术大学受章鱼触手和象鼻等生物肢体的形态共性启发，研制了一类螺旋机器人 ，为仿生软体机器人的设计和操控提供了新思路。 01 破解自然界的“密码” 研究团队发现，尽管在尺寸（长度从几厘米到数米）、生活环境（水生或陆生）以及解剖结构（有骨骼和无骨骼）等方面存在较大差异，但 自然界中多种生物肢体均呈现出对数螺旋线形态 ，并且可以轻易实现复杂动作和高效抓取。 通过对这一规律的研究，研究团队 提出了一类可复现生物螺旋形态的软体机器人及其设计理论、实现方法和操控策略 。 ▲生物肢体的螺旋线形态及本研究所设计的螺旋机器人部分样机 研究团队 ………………………………