武大团队研制可拆卸爬行机械手 实现抓取爬行双重能力
武汉大学高霄团队在《自然·通讯》发表突破性成果:一种创新机械手可自主拆卸为多足爬行机器人,既能常规抓取物体,又能独立爬行获取原本无法触及的物品。
卓越功能表现
该机械手可完成全部33种人类标准抓取动作,稳定负载2公斤重物。在多物体抓取实验中,一次性同时抓取四件物品,突破传统机械手限制;实现非拟人形精细操作,通过任意两指组合完成指尖捏合,六指版本甚至可单手完成拧瓶盖动作。
完整测试显示,机械手能自主脱落爬行,拾取并背负积木行走,完成双物叠加搬运后精准返回对接,完整呈现抓取、爬行、携带与对接全流程。
图 | 高霄
破解人体工学局限
针对人类手部不对称导致的操作瓶颈(如单手无法有效拧瓶盖),团队设计完全对称机械手。每根手指结构相同且双向弯曲范围达人类两倍,实现多组对生指功能;手掌内置电动螺丝结构,可自主分离爬行。
受章鱼腕足、螳螂虾捕食肢启发,该设计有效解决传统机械臂作业盲区问题。即使翻转也能通过手指双向弯曲自行复位,测试显示对称构型比非对称设计爬行效率提升5%-10%。
科学优化与应用前景
通过遗传算法仿真,团队确定四至五指为最优方案:增加手指虽提升能力但易引发自干扰。同时精准优化爬行步态参数,确保桌面稳定行进。
该技术将显著拓展机器人应用场景:工厂仓库可自主深入货架缝隙取件,灾后救援能探索废墟狭小空间,家庭服务则方便拾取沙发底等隐匿物品。
技术演进新思考
人类五指结构可能仅是生物进化的局部最优解。机械手无需遵循自然演化路径,此次突破表明未来机器人形态或将完全超越现有认知,为人工智能与机器人学打开全新设计维度。

