在软体机器人研究领域，一项来自中国科学技术大学的创新成果引起了广泛关注。该校Nikolaos Freris特任教授及其研究团队，携手魏熹特任副研究员，共同揭示了软体机器人设计的新篇章。
自然界中的生物柔性肢体，如象鼻的灵活卷曲、章鱼触手的敏捷捕捉、海马的优雅游动以及变色龙尾巴的快速变换，一直是科学家们探索软体机器人灵感的源泉。通过对这些生物形态和运动的深入观察与数学抽象，研究团队首次提出并设计了一种基于对数螺旋线结构的新型螺旋软体机器人。
这款螺旋软体机器人不仅在外形上模仿了自然界的生物特征，更在功能上展现了其在多维度和多场景中执行复杂抓取和操作任务的能力。据悉，相关研究成果已于2024年末在Cell Press旗下的权威期刊Device上发表，题为“SpiRobs: Logarithmic Spiral-shaped Robots for Versatile Grasping Across Scales”。
软体机器人作为机器人领域的前沿课题，因其安全性和灵活性而备受瞩目。然而，现有的软体机器人在关键性能指标上，如灵巧性、运动速度和协作交互能力，仍与自然界生物的柔性肢体存在较大差距。为了克服这一挑战，研究团队通过数学抽象和建模，提炼出生物柔性肢体的形态学共性，并在此基础上设计出了一类具有普适性和可扩展性的软体机器人——螺旋机器人。
除了设计上的创新，研究团队还提出了一种逆向设计方法来实现螺旋机器人。他们首先确定机器人的极限卷曲形态，即遵循对数螺旋线方程，然后将螺旋线进行离散，展开得到机器人的直线形主体设计。这一方法使得机器人的设计和制备更加精准和高效。
研究团队还进一步提出了一种仿生抓取策略，并基于简单的电流感知和控制，即可实现对不同位置、不同物体的自动抓取。这一策略克服了传统方法中对于高精度传感器和复杂建模与控制方法的依赖，为软体机器人的实际应用提供了更加便捷和高效的解决方案。
图中展示了螺旋机器人的操作策略及应用场景，包括其在多维度和多场景中执行复杂抓取和操作任务的展示。这些展示不仅验证了螺旋机器人的优越性能，也为其在复杂抓取任务、人机交互、低空经济产业等应用场景提供了技术支持和创新解决方案。
中国科学技术大学计算机科学与技术学院博士生王展翅作为论文的第一作者，与Nikolaos Freris特任教授和魏熹特任副研究员共同完成了这一研究。他们的合作不仅推动了软体机器人领域的发展，也为未来的科技创新注入了新的活力。
