受象鼻启发的机器人可弯曲、抓取并协同工作

美国科罗拉多州立大学(CSU)的研究人员开发出一种受象鼻启发的柔性机器人,它可以弯曲、抓取物体,并与其他机器人连接组成更大的团队。这项工作发表于 2026 年 11 月 11 日的科学期刊《自然·机器智能》(Nature Machine Intelligence)。

张拉整体结构如何工作

与传统机器人的刚性模块和关节不同,这款机器人采用了“张拉整体”(tensegrity)原理:刚性杆件由张紧的缆索网络固定,部件之间没有刚性锁死。这种结构使机器人身体能够像象鼻一样弯曲、折叠并随任务改变形状,克服了传统机器人一旦建成形态便固定不变的局限。

两端的抓爪连接机器人

管状身体的两端各有一个抓爪,既可以抓握物体,也可以连接另一台机器人。抓爪连接无需磁铁,避免了磁吸连接可能失效的问题,还降低了组队时错位的风险。因此,每个模块既可单独工作,也能与其他模块组成不同尺寸的环、链与分支结构。据领导该项目的 CSU 机械工程系副教授赵建国介绍,这些机器人是“通才”,能够根据环境与任务需求调整自身形态。

从实验室到野外,再到太空

论文的共同第一作者是 CSU 博士生 Mahmud Hasan Saikot 和负责机器人最初设计的 Sydney Spiegel,其他作者包括 Sudheera Akalanka Kariyawasam、Andrew Stefka 和 Josh Chrisler。团队不仅在实验室中测试,还让机器人在野外穿越自然地形,并已演示两台机器人自行找到彼此并完成连接。目前这些系统仍需人类操控,但目标是实现由数十甚至数百台机器人组成的基本自主团队,能够前往指定地点并为特定任务自行组织。设想的应用包括太空探索、工厂中的人机协作以及搜救行动。这一主题与 Geekiki 近期报道的另一项太空机器人里程碑相关:加州理工学院的 ASTRA 机器人在没有宇航员的情况下在轨道上组装了结构。

图片来源:受象鼻启发的柔性机器人。来源:科罗拉多州立大学 Walter Scott Jr. 工程学院,经 Tech Xplore。

来源:Tech Xplore;论文“Tensegrity continuum robots enable task-adaptive morphologies for cooperative behaviours”,《自然·机器智能》;arXiv 预印本;ScienMag。

透明度声明:本文借助人工智能编写,依据科学论文及互联网来源(包括社交媒体上的公开帖文)整理而成。请查阅原始来源以确认详情。

Muse