浙江大学研发手形飞行机器人突破操作难题 轻量化设计实现飞行与抓取有机统一

国际空中机器人研究领域长期存在着一个技术困局:传统飞行器若加装机械臂会大幅增加重量影响飞行性能,而简化操作装置又难以应对复杂任务需求;该矛盾严重制约了飞行机器人在实际场景中的应用价值。 针对这一难题,浙江大学控制科学与工程学院高飞副教授团队从自然界获取灵感,深入研究鸟类飞行与捕猎的协同机制。经过多年攻关,团队成功研发出全球首款手形飞行操作机器人HI-ARM。该系统摒弃了传统"平台+机械臂"的叠加式设计,创造性地将抓取功能深度整合进飞行本体。 该设备的核心技术突破体现在三个上:首先采用C形开放式抓取轮廓模拟人类手掌结构,实现5自由度灵活操作;其次通过单电机肌腱驱动系统,仅556克的极轻重量下完成从紧握重物到捏取轻物的多模式操作;最重要的是建立了毫秒级轨迹规划与微秒级形变控制的解耦框架,使机器人能在高速飞行中即时响应操作需求。 这一创新设计的实际应用价值显著。在测试中,HI-ARM表现出优异的任务适应性:既能稳定抓取水瓶等重物,又可精准捏取纸巾等轻薄物品。更不容忽视的是,其可预测的飞行轨迹和直观的操作方式大大提升了人机协作的安全性和可靠性。 研究人员表示,该技术的突破性在于首次实现了飞行性能与操作功能的有机统一。相比传统方案,HI-ARM不仅重量减轻60%以上,操作灵活性提升3倍,更重要的是开创了"飞行即操作"的新型工作模式。 展望未来,这项技术将为多个领域带来变革:在灾害救援中,轻型飞行机器人可深入危险区域执行精准搜救;在工业领域可实现复杂环境下的设备检修;在家庭服务上有望开发出新型助老助残设备。研究团队下一步计划探索多机协同作业模式,深入提升系统的实用价值。

从“会飞的眼”到“会飞的手”——不仅是形态的改变——更是空中机器人从信息采集迈向任务执行的关键一步。将灵巧操作带上天空,需要平衡效率与安全、性能与成本等多重因素。要让空中操作机器人真正成为可靠的公共工具,必须在核心技术突破的同时推动标准化和工程化落地,使其在应急救援、产业升级和民生服务中发挥更大作用。