中大团队研发刚柔抓手，多模态操作适配多场景应用

由中山大学张锦绣教授、吴嘉宁副教授与华中科技大学吴志刚教授组成的联合团队，近日在机器人抓取技术领域取得关键突破。团队研发的刚柔耦合混合多模态抓手（HMG）通过集成捏合、吸附两种操作模式，结合软硬复合结构设计，显著提升了机器人抓取的适应性与多样性。

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研究团队从生物仿生学中获取灵感，以象鼻的柔性操作与人手指的刚柔耦合特性为原型，开发出具备四种操作模式的抓取装置。其中轻柔捏合模式通过柔性驱动实现，可稳定抓取重量仪0.2克的羽毛或薯片等易碎物品；强力捏合模式则能输出足够力量，精准抓取10公斤重的金属哑铃。纯吸附模式专为大型物体设计，成功完成直径0.55米瑜伽球的搬运任务。混合模式通过抓吸协同，在复杂场景中展现出独特优势——实验显示，该模式可依次完成食材抓取、薄片吸附和锅具倒扣等连续操作。

技术突破体现在多模态协同机制的创新设计。研究人员将刚性结构的负载能力与柔性材料的适应性相结合，使抓手既能承受高强度作业，又能处理精密任务。实验数据显示，该装置在动态加速环境下仍保持93.3%的抓取成功率，水下作业深度可达10米，已具备收集海洋垃圾、抓取海参等实际应用能力。

相较于传统抓取设备，HMG的核心优势在于场景适应能力。在工业装配领域，刚性模式可满足高精度定位需求；在物流搬运中，吸附模式能高效处理大型物件；医疗场景下，柔性模式可避免对脆弱组织的损伤。特别在无人潜航器回收方面，该技术有望实现全自主操作，摆脱对人工干预的依赖，且不受恶劣天气影响。

目前，研究团队已与海洋石油集团、水上巡检部门等单位展开合作，将技术应用于水域漂浮物打捞和沉积物清理项目。在航天领域，卫星维修所需的螺丝拧紧、器件连接等精密操作，以及微流星撞击修复等任务，都成为该技术的潜在应用方向。

针对后续研发，团队制定了双轨推进计划。一方面将HMG集成至两栖无人机，开展跨介质场景的实测验证，重点解决轻量化设计与响应速度优化问题；另一方面持续探索新型抓持结构，开发更具创新性的操作模式。相关研究成果已发表于《IEEE机器人学汇刊》，论文详细阐述了软硬复合结构与多模态协同的设计原理。