中国科大提出基于对数螺旋线结构的新型螺旋软体机器人

IT之家在12月24日发布消息，软体机器人因其显著的安全性和灵活性而受到广泛关注，成为机器人研究领域的关键课题。目前，现有的软体机器人在灵巧度、移动速度和协同作用等显著性能方面，依然与自然界生物的柔韧肢体存在明显差距。

来自中国科学技术大学的研究团队在软体机器人领域取得了重要进展。相关成果于12月6日发表在Cell Press旗下的期刊《Device》上（IT之家附 DOI: 10.1016/j.device.2024.100646）。

该团队以多种生物柔性肢体（如象鼻、章鱼触手、海马和变色龙尾巴）为研究对象，通过系统观察和数学模型的抽象，首次提出了一种新型基于对数螺旋线结构的螺旋软体机器人，并系统研究了其设计理论、制造方法和操作策略。在多尺度、多材料和多维度的拓展应用场景中，该类机器人在灵活性、精细度及速度等方面显现出与生物体相当的优越性能。

研究团队提出了一种逆向设计方法来构建螺旋机器人：通过确定机器人的最大卷曲形态（遵循对数螺旋线方程），将螺旋线进行离散化，以展开得到机器人的直线形主体设计。该机器人采用3D打印工艺，具有成本低、制备速度快的优点，便于高效优化和快速迭代。

此外，研究团队还提出了一种基于仿生思想的抓取策略，通过简单的电流感知和控制实现对不同位置和物体的自主抓取，成功解决了传统方法对高精度传感器和复杂模型控制技术的依赖问题。这项研究还展示了多种尺度（从厘米到米不等）的扩展设计及多机器人协作阵列。

新型螺旋机器人技术的提出，有望进一步推动软体机器人的研究和应用，为复杂抓取任务、人机交互以及低空经济等多种应用领域提供强有力的技术支持和创新解决方案。

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