仿象鼻柔性机器人可弯曲抓取,还能互相连接组成机器人团队

2026-11-13 09:25:51

美国科罗拉多州立大学的研究人员开发出受象鼻启发的柔性机器人,能弯曲、抓取物体,并与其他机器人连接。该研究于2026年11月公布。

这些机器人采用名为张拉整体的结构设计,刚性杆件由受拉缆索固定在一起,而非固定关节。这种构造让它们能够塌缩、弯曲和改变形状,同时利用管状身体两端的抓取爪操作物体或附着到其他机器人上。

该系统把柔性机身与机械爪结合起来,单个机器人可独立作业,也能组装成更大构型。研究团队表示,现有模块化机器人多采用刚性部件,限制了适应不同环境和任务的能力,新设计试图把软体机器人的柔性与模块化系统的可重构性结合起来。

两端机械爪是模块化设计的核心。单个机器人可用爪子附着,组成更大结构,不依赖磁性连接,机械连接方式还有助于减少多台设备连接时的对位问题。连接后,机器人可组成链条、环状和分支结构,不同排布对应不同的移动与操作可能。

研究人员演示了单台设备独立完成操作与移动,连接后的群体可协调移动并运输物体。这些机器人还展示了多模式移动能力,用不同移动策略应对多种环境;以及移动操作一体化能力,用柔性身体和抓取爪同时完成行进与物体操作,绕过物体抬举和搬运不同尺寸的载荷。

团队在实验室和真实场景中测试了这些机器人,包括自然地形,考察不同构型如何支持协同物体操作、运输以及在复杂地形中移动。团队称,研制中需克服多项工程挑战,尤其是电机选择:执行器须足够紧凑以装入机器人内部,同时为不同动作提供足够功率和可靠性。团队还测试了多种结构方案。

这些机器人尚未完全自主,目前多数操作需要人工遥控,但研究人员已演示两台设备能独立找到彼此并建立连接。未来开发将聚焦提升自主性、提高运行速度,以及让它们在更少监督下与人协同工作。团队还设想部署更大规模的机器人群体,可能涉及数十或数百台互联单元。这类群体可先前往指定地点,再重组成适合特定作业的构型。潜在应用包括制造业、太空探索和搜索救援。

研究人员表示,把柔顺的张拉整体结构与机械对接机构结合,为围绕固定几何构型设计的机器人提供了替代方案,可为能改变物理排布和运动方式的多功能机器人团队奠定基础。

科罗拉多州立大学位于美国科罗拉多州柯林斯堡,是一所公立研究型大学,工程学科设有机器人与机械系统相关研究方向,参与柔性机器人与模块化机器人技术的基础研究。


0

软体机器人 张拉整体结构 模块化机器人 机器人对接 太空探索

5200

评论 (0)