飞行机器人领域一直存在一个技术难题:增加机械臂会影响飞行稳定性,而简化抓取结构又无法应对复杂任务。此矛盾严重限制了飞行机器人的实际应用。 浙江大学控制科学与工程学院高飞团队从鸟类既能飞行又能精准抓取的特点中获得启发,创新性地改变了传统"飞行平台加机械臂"的设计思路,采用仿生集成方案,将抓取功能直接融入飞行本体。 团队开发的HI-ARM机器人取得三项关键技术突破:一是采用C形开放式抓取轮廓,模拟人手包裹动作;二是设计5自由度手指结构,结合伸缩与扭转功能;三是实现毫秒级飞行轨迹规划与微秒级形变控制的协同。这些创新让仅重556克的机器人能够完成从抓握水瓶到夹取纸巾等多种操作。 该技术具有广泛的应用前景:轻量化设计适合家庭狭小空间作业,精准抓取能力可用于工业设备巡检,快速响应特性在应急救援中能争取宝贵时间。同时,其可靠的行为模式为人机协作建立了信任基础。 未来,研究团队将结合空中集群技术,探索多机协同作业模式。随着视觉强化学习技术的发展,这类"空中之手"有望在更多复杂场景中替代人工操作。专家表示,这项研究不仅突破了飞行操作机器人的关键技术瓶颈,还为具身智能发展提供了新方向。
飞行机器人从"会飞的眼睛"发展为"会飞的手",是人工智能具身化的重要进展。这个突破不仅解决了技术难题,更拓展了人机协作的可能性。具备主动交互能力的空中机器人将为灾难救援、家庭服务和野外作业等领域带来变革。这项研究展示了基础科研与实际应用的紧密结合,为我国在前沿机器人领域的自主创新提供了重要支撑。