中国科大螺旋机器人创新突破，展现广阔应用前景

中国科大螺旋机器人创新突破，展现广阔应用前景

中国科学技术大学（以下简称“中国科大”）研究团队最近开发出一款新型螺旋软件机器人，该机器人以其独特的对数螺旋线结构，能够在多维度和多场景中执行复杂的抓取和操作任务。这项创新成果不仅在学术界引起了广泛关注，也在社交媒体上引发了热议，成为了近期的科技热点。

中国科大Nikolaos Freris特任教授课题组及其合作者魏熹特任副研究员，从自然界中多种生物的柔性肢体（如象鼻、章鱼触手、海马和变色龙尾巴）中汲取灵感。通过对这些生物肢体的形态学共性进行数学抽象和建模，研究团队首次提出了一种基于对数螺旋线结构的新型螺旋软体机器人。

这种设计不仅赋予了机器人卓越的灵活性和适应性，还在关键性能指标上实现了突破。传统的软体机器人在灵巧性、运动速度和协作交互等方面与自然界生物存在较大差距，而这款新型螺旋机器人则通过创新的结构设计，成功克服了这些局限。

研究团队提出了一种独特的逆向设计方法。首先，他们确定了机器人的极限卷曲形态——即遵循对数螺旋线方程的形状。然后，通过将螺旋线进行离散化处理并展开，得到了机器人的直线形主体设计。这种设计方法不仅简化了制造流程，还为后续的优化和迭代提供了便利。

值得一提的是，该机器人采用了3D打印技术进行加工成型。这种制造方式不仅成本低、速度快，还能实现高效优化和快速迭代，为未来的大规模应用奠定了基础。

除了创新的结构设计，研究团队还提出了一种仿生抓取策略。这种策略基于简单的电流感知和控制，能够实现对不同位置、不同物体的自动抓取。与传统方法相比，它不再依赖高精度传感器和复杂的建模与控制方法，大大简化了操作流程，提高了实用性和可靠性。

这款螺旋机器人展示了在多尺度、多材质、多维度和协作交互等拓展应用场景中的优越性能。微型螺旋机器人总长度仅为10毫米，尖端直径仅为0.14毫米，能够无损地抓住活动的蚂蚁，展现出在生物医学领域的巨大潜力。而大型螺旋机器人长度可达1米，具备提起超过自身重量百倍物体的能力，适用于物流、工业生产等重载任务。

此外，该机器人在复杂多样的抓取任务中表现出色，适用于无人机物流、生物医学、化学实验、低空经济等领域。在医疗手术中，软体机器人可以绕过人体内脆弱组织，精准完成手术操作，从而减少患者的创伤和恢复时间。在灾难救援和海洋探测等高精尖领域，该机器人也展现出广泛的应用前景。

中国科大计算机科学与技术学院博士生王展翅为论文第一作者，其合作导师Nikolaos Freris特任教授和化学与材料科学学院魏熹特任副研究员为该论文共同通讯作者。这一跨学科的研究团队充分发挥了各自领域的优势，共同推动了软体机器人技术的创新和发展。

这项研究提出的新型螺旋机器人技术有望进一步推进软体机器人的发展和成熟，为复杂抓取任务、人机交互、低空经济产业等应用场景提供强大的技术支持和创新解决方案。随着技术的不断进步和应用场景的拓展，螺旋机器人将有望在更多领域发挥重要作用，为人类生活带来更多便利和创新。

中国科大研发的“章鱼”触手机器人通过对自然界柔性生物肢体的模仿，设计了基于对数螺旋线结构的新型螺旋机器人，在灵活性、精细度、抓取多样性等方面表现出色。其低成本、高效能的特点和广泛的应用前景标志着软体机器人技术的重大进步，有望推动软体机器人领域的进一步发展和应用。