中国科学家研发可变形仿生机器人GrowHR 集水陆空三栖运动能力于一身

打印派   2026-01-26 09:30:24

中国研究人员近日发布了一款新型软体人形机器人,它能够自由变形、漂浮、游泳、飞行甚至在水面行走,将《超能陆战队》中"大白"般的科幻想象拉近现实。受人类骨骼结构启发,这款名为GrowHR的机器人通过可扩展连杆机构,能实现高达315%的延伸率,也可收缩穿越狭窄空间。

这款仅重4.5公斤的机器人可将身高提升近三倍,通过协调联杆机构实现高速运动,同时展现出强度、稳定性与多场景适应能力。据深圳南方科技大学研究团队介绍,GrowHR标志着人形机器人技术的重大飞跃,它将轻量化设计与前所未有的适应性及拟人化灵活动作相结合。

突破传统框架的仿生设计
当前人形机器人虽在医疗照护、重体力劳动、远程呈现、太空探索及危险搜救等领域展现出应用潜力,但其性能仍远逊于人类。人类骨骼兼具生长功能(骨骺板)、刚性支撑(密质骨)、冲击缓冲(松质骨)及轻量化强度(多尺度空腔)等多重特性,而现有人形机器人多依赖简单柱状框架。虽已出现可生长机器人,但它们主要模仿分子或植物生长机制,难以承载动态负荷并保持精确运动。

研究团队开发的GrowHR采用骨骼启发的可生长连杆机构,融合强度、柔韧性与多功能性。该机构包含软质可扩展腔室、张力索与刚性适配器,在保持稳定性的同时实现可控形变。不可拉伸织物层提供轴向刚度,同步索缆系统确保平滑均匀的延伸运动。这些先进结构使GrowHR能大幅改变尺寸形态,适应不同任务与环境。单根连杆仅重350克的轻量化设计,构成机器人4.5公斤的总重,赋予其高度机动性与多场景适应力。

多模态运动性能突破
GrowHR可实现278%的身高延伸,以每分钟112.2毫米的速度高效爬行(比纯电机驱动快千倍以上),其4.5公斤的轻量化机身支持漂浮、游泳、水面行走,并可通过涵道风扇或四旋翼实现飞行。它还能完成强力踢击动作,展现出超越刚性机器人的能量储存能力。南科大博士生王婷表示:"机器人通过主动控制及碳纤维伸缩连杆机构维持稳定平衡。"

该机器人身高最高可达1.36米(提升近三倍),收缩模式可降低36%高度与61%宽度以穿越狭窄空间。结合关节电机后还能实现高效爬行,联杆与电机的协调驱动使爬行速度达到单一机制的1122倍,展现了超越常规软体或刚性机器人的机动性。研究团队指出,其轻量化结构支持漂浮游泳,借助涵道风扇或四旋翼可实现数米距离飞行,甚至能以每秒16毫米速度在水面行走,凸显了设计的强度与浮力特性。

开创人形机器人新范式
GrowHR融合可生长结构、电动关节与自适应控制算法,开创了人形机器人新范式。王婷表示:"这种可生长的仿生结构可应用于野外救援任务,例如穿越狭窄缝隙。其多运动模式更能适应复杂地形。"这项技术突破为人形机器人在非结构化环境中安全高效执行多样化任务奠定了坚实基础。


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