人形机器人常被视为未来生活的革命性力量,但传统设计往往笨重僵硬,一旦跌落易损且存在安全隐患。然而,这一局面即将被改写。中国深圳南方科技大学(SUST)的研究团队近日宣布,成功开发出一种名为GrowHR的柔性人形机器人原型,它不仅能自由改变体积,还能穿越狭窄空间,甚至实现水上行走。
该机器人的核心灵感源自人类骨骼的生长机制。科学家模仿生物体利用营养增粗骨骼的同时保持轻量与强度的原理,设计了由密闭软气室构成的“骨骼”结构,外层覆盖坚韧材料。通过向气室充气,机器人四肢可膨胀至原长的三倍以上,获得足够的刚性以支撑行走和负重;放气后,其高度可收缩至原来的36%,宽度缩减至61%,从而轻松通过狭小缝隙或低矮空间。
为确保变形后的稳定性,团队引入了张力缆绳、微型电机及碳纤维导向系统。得益于仅约4.5公斤的轻量化设计,该机器人具备出色的浮力,可在水面漂浮、游动甚至行走。若加装小型螺旋桨,它还能实现飞行功能。其全软体结构在意外碰撞时几乎不会造成伤害,极大提升了人机交互的安全性。
尽管研究团队在《科学进展》期刊上确认了GrowHR在抗冲击和水环境中的高安全性,但原型机仍面临技术挑战。目前,其防水外壳对运动性能有一定影响,且在地面承重能力较弱。由于软体结构在重力作用下易发生形变,导致陆地行走速度较慢且步态不够协调。不过,这种独特的设计为未来适应复杂动态环境提供了全新思路。
研究人员指出,GrowHR的突破标志着“可生长、多功能”机器人的新纪元,未来可广泛应用于废墟搜救、偏远地区药物投送及家庭辅助服务等领域。对中国科技企业而言,这种将仿生原理与柔性材料深度融合的创新路径,或许正是突破传统刚性机器人瓶颈、抢占全球智能装备新高地的关键所在。
