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IEEE TRO发表!上大史航团队研发“白龙”仿生水下软体蛇形机器人实现自运动感知与在线步态控制
机器人大讲堂·2025-06-03 18:52

水生蛇类凭借修长的体型与独特的波动式运动方式,完美适应水下环境。其身体能够灵活穿梭于狭窄通道、蜿 蜒绕过复杂障碍物, 探索大型海洋生物难以到达的受限空间 。此外,这类生物柔软灵活的躯体不仅赋予其平 滑流畅的游动能力,还能有效减少对周围水流的扰动,降低对水下生态系统的潜在影响。蛇形水下机器人可分 为刚性与软体两大类,其中软体水下蛇形机器人因其高仿生特性、与环境安全交互能力,具备在复杂水下空间 作业的独特优势。 近日,上海大学机电工程与自动化学院史航副教授团队在水下软体机器人领域实现关键突破:该团队研发的 "白龙"仿生蛇形机器人首次融合 分布式形态感知传感器阵列与基于在线迭代学习的自适应步态控制框架 ,成 功赋予软体机器人 自体感知能力与长时间步态一致性调控能力 。实验表明,该系统在自然水域中完成了稳 定、高一致性、自主长距离游动任务,整体运动表现已可媲美传统刚性水下机器人。 ▍ 水蛇仿生机制与结构设计原理解密 "白龙"蛇形机器人的波动推进由一系列关节的有序弯曲变形驱动,自头部向尾部依次形成连续的波状传播。研 究团队基于 分段常曲率( PCC)假设 ,将每节关节建模为圆弧,并通过控制中心角(即弯曲角)精准调节其 ...