華研製仿生螺旋機械人

能抓螞蟻舉起比自身重260倍物體

仿生，是製造機械人的理想標準。中國科學技術大學近日發表新作品——新型螺旋軟體機械人，它的動作靈巧度、精細度及速度等可比擬生物體。

在安徽合肥的中國科學技術大學，由尼克特任教授課題組及其合作者特任副研究員魏熹在軟體機械人領域取得重要進展的成果——研發了一類新型螺旋軟體機械人。

過對多種生物的柔性肢體（象鼻、章魚觸手、海馬和變色龍尾巴等）的形態學共性進行數學抽象和建模，該研究團隊研發出了一類具有普適性和可擴展性的軟體機械人，並系統研究了其設計理論、製備方法和操作策略，在多尺度、多材質、多維度和協作交互等拓展應用場景中展示了該類機械人在動作靈巧度、精細度及速度等方面可比擬生物體的優越性能。

具體來說，研究團隊提出一種逆向設計方法，研製出螺旋機械人：首先確定機械人的極限捲曲形態（即遵循對數螺旋線方程），然後將螺旋線進行離散，展開得到機械人的直線形主體設計。該機械人通過採用3D打印加工成型，成本低、製備速度快，可實現高效優化和快速疊代。

此外，研究團隊還進一步提出了一種仿生抓取策略，並基於簡單的電流感知和控制即可實現對不同位置、不同物體的自動抓取，克服了傳統方法中對於高精度傳感器和復雜建模與控制方法的依賴。在此基礎上，研究團隊展示了大量拓展設計（尺度從厘米到米不等）以及多機械人協作陣列。

科研團隊負責人尼克受訪時說：“這款螺旋機械人可以像章魚手或者像象鼻一樣從末端開始捲曲，能三百六十度自由彎曲或扭轉。它能牢牢抓住一根五公分粗的線，也可以提起重達自身重量二百六十倍的十公斤啞鈴”。

團隊成員王展翅舉例說明新型螺旋軟體機械人的靈巧：“例如微型螺旋機械人總長度為十公分，尖端直徑僅為○點一四公分，可以無損地抓住活動的螞蟻；大型螺旋機器人長度可達一公尺，可以在一秒內抓取桌上指定位置的耳機”。

中國科大研究人員表示，軟體機械人憑藉自身的安全性和靈活性而備受矚目，是機械人領域的前沿研究課題。然而，現有的軟體機械人在靈巧性、運動速度、協作交互等關鍵性能方面，仍然與自然界生物的柔性肢體間存在較大差距。

水 登