Bionic Flying Robot
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空中长出“手”了!浙大团队造出仿生飞行机器人,抓、握、栖、运样样精通
机器人大讲堂· 2026-02-03 18:07
文章核心观点 - 浙江大学团队研发出名为HI-ARM的手型仿生自主飞行机器人,首次将人手的灵巧抓取与无人机的敏捷飞行深度融合,实现了真正意义上的空中操作自由,标志着空中机器人从被动观察走向主动操作的时代跨越 [1][4][25] 技术原理与设计创新 - 采用“基因级创新”路径,直接模仿人手结构,打造“飞行手”而非简单的“无人机+机械臂”,将飞行与抓取功能深度整合 [6] - 机器人拥有“手掌”和“指尖”结构,采用仿人手肌腱的腱绳驱动机制,整体仅手掌大小,具备5自由度变形能力,能适应不同形状物体 [8] - 同时是一台四旋翼飞行器,继承了无人机敏捷飞行的基因,能在飞行中随时变形抓取,实现边飞边操作 [9] 自主控制系统 - 搭载分层自主框架,包含任务规划、轨迹生成、状态估计与自适应控制 [10] - 研发多级自适应控制器,能实时估计并补偿抓取等互动任务中产生的重心变化、外力干扰等模型扰动,保持稳定 [12] - 支持全自主模式(机器人自主组合动作序列)和人机协作模式(根据操作者意图远程遥操作)两种模式 [14] 功能与应用场景验证 - **多模式抓取**:可自主抓取153g水瓶并以最大速度1.1m/s运输;能精准抓取单张薄纸巾,控制误差小于3cm;可自动变形贴合抓握不规则形状物体 [13] - **开门与栖息**:可自主飞向门把手抓握并推开门;能仿鸟类栖息于树干,抓握停靠后电机停转,能耗降至悬停状态的1%以下 [16] - **连续人机交互**:在模拟家居场景中,可连续完成“取快递→递水→收零食→扔垃圾→回衣架栖息”一系列任务,全程无需人工干预 [18] - **野外作业**:可在竹林、电线杆等多种场景成功栖息;可变形缩窄机身穿越狭窄洞穴;可抓取水杯飞越河流并送达对岸 [20] - **远程协作**:可作为远程操作终端,帮助行动不便者或普通人在复杂环境中取物,例如从二楼飞至地面(轨迹总长46.2米)取回咖啡杯,或飞至树梢捏取羽毛球 [22] 未来发展方向 - 计划融合力反馈以实现抓握鸡蛋等脆弱物体;引入多模态基础模型以提升环境认知与任务理解能力;发展HI-ARM集群系统以实现多机协同搬运等复杂任务 [24] - 空中机器人在物流配送、家庭服务、野外救援、远程协作等领域极具应用潜力 [25] 相关行业企业列举 - 文章末尾列举了工业机器人、服务与特种机器人、医疗机器人、人形机器人、具身智能企业、核心零部件及教育机器人等多个领域的众多相关企业 [29][30][31][32][33][34]