核心观点 - 中国军事科学院国防科技创新研究院团队开发出一种仿生折纸外骨骼 显著提升软体机器人的刚度和负载能力 同时保持其柔性和变形能力 该技术通过多稳态折纸结构实现刚柔并济 在无人地面车辆和无人机平台演示中展现出强大应用潜力 [3][4][18] 折纸外骨骼设计理念 - 从虾蛄等生物外骨骼的刚性-柔性耦合设计获得灵感 采用梯形几何面板和铰链连接的非对称结构实现双稳态行为 [3][4][5] - 结构在面内方向具有高拉伸/压缩刚度 面外方向通过弯曲铰链实现低弯曲刚度 允许大变形 [7] - 多模块串联可实现216种稳定构型 提供丰富形态适应性且无需持续能量输入维持状态 [9] 机械性能验证 - 单个模块自重30克 可承受6.24kg轴向压力 承载重量比达208:1 弯曲状态下负载能力2.03kg [12] - 集成层板扭转接头后弯曲负载能力提升23% [12] - 外骨骼以非侵入式包覆软体执行器 抗压能力从23.1N提升至80.0N [14] 实际应用演示 - 在UGV平台部署600毫米机械臂 成功在复杂地形导航并在700毫米高度抓取运送物体 [15] - 在JT-10无人机平台部署1.7米机械臂 总重4.15公斤 完成精准穿刺和重物搬运任务 [16] - 机械臂连续执行拉开抽屉取物动作 无人机姿态偏差控制在±6°以内 [16][17] 技术优势 - 解决软体机器人刚度-变形矛盾 提供工程可行方案 降低控制复杂性和能耗要求 [18] - 通过可主动变形的机械超结构实现刚柔并济能力 触发形态改变仅需低能量输入 [18]