空中長出“手”了！浙大團隊造出仿生飛行機器人，抓、運樣樣精通

無人機要進化成“飛行手”了！

一個能在空中自主飛行、伸手抓取物品、開門、甚至在樹枝上棲息的機器人，剛剛登上國際頂級期刊《自然·通訊》《Nature Communications》。

近日，浙江大學團隊研發出一款手型仿生自主飛行機器人HI-ARM，首次將人手的靈巧抓取與無人機的敏捷飛行深度融合，實現了真正意義上的空中操作自由。從抓水瓶、捏紙巾，到開門、棲樹、跨河送物，這臺僅成人手掌大小的機器人展示出前所未有的空中操控潛力。

01.

不是無人機+機械臂，而是“飛行手”本手

以往空中操作機器人，大多是在無人機下方掛載機械臂，結果往往是笨重、耗電、操作耦合嚴重，一抓東西整機就晃，精細活根本干不了。

浙大團隊這次走了條“基因級創新”的路子：直接模仿人手結構，將人手的靈巧抓取能力與飛行器的敏捷運動能力相融合，打造了HI-ARM。它就像一個“長了旋翼的手掌”，將飛行與抓取功能進行了深度整合。

它擁有“手掌”區域，具備“指尖”結構，并采用腱繩驅動機制（仿人手肌腱）驅動所有變形關節。整體僅手掌大小，重量輕，卻具備5自由度變形能力，能適應不同形狀物體。

更絕的是，它還是一臺四旋翼飛行器，繼承了無人機敏捷飛行的基因，能在飛行中隨時變形抓取，實現邊飛邊操作。

02.

有“手”還得有“腦”，自主框架讓機器人自己思考

光有靈巧的“手“不夠，HI-ARM還搭載了一套分層自主框架，包含任務規劃、軌跡生成、狀態估計與自適應控制。

它支持兩種模式：

• 全自主模式：機器人根據任務類型，從動作庫中自主組合動作序列，完成抓取、開門、棲息等任務；
• 人機協作模式：根據操作者意圖生成指令，實現遠程遙操作。

為了解決飛行中抓取帶來的模型擾動，比如重心變化、外力干擾，團隊研發了多級自適應控制器，能實時估計并補償外力外扭矩，讓機器人在抓取、推門等互動任務中依然保持穩定。

03.

實測現場：從抓水瓶到跨河送貨

• 多模式抓取

HI-ARM的能耐，在一系列精心設計的實驗中得到了充分驗證，其應用場景橫跨室內服務與野外作業：

可以自主抓取153g水瓶并運輸，最大速度1.1m/s；能精準抓取單張薄紙巾，控制誤差＜3cm；面對不規則形狀物體（如字母積木），自動變形貼合抓握。

• 開門與棲息

可以自主飛向門把手，抓握并推開房門；能仿鳥類棲息，飛向樹干并抓握停靠，電機停轉、僅靠摩擦力懸掛，能耗降至懸停的1%以下。

• 連續人機交互

在模擬家居場景中，連續完成“取快遞→遞水→收零食→扔垃圾→回衣架棲息”一系列任務，全程無需人工干預。

• 野外生存專家

在竹林、電線桿等多種場景成功棲息；可以變形縮窄機身，穿越狹窄洞穴；還能跨河送貨：抓取水杯，飛越河流并送達對岸。

• 人類的“第三只飛行手”

HI-ARM還可作為遠程操作終端，幫助行動不便者或普通人在復雜環境中取物。

實驗中，行動不便者通過第一視角眼鏡遙控HI-ARM，從二樓飛至地面取回咖啡杯，軌跡總長46.2米，穩定完成；還可以模擬羽毛球卡樹場景，遠程操控機器人飛至樹梢，指尖捏取羽毛球并返回。

04.

未來已來：從“飛行眼”到“飛行手”的時代跨越

目前HI-ARM仍需依賴外部定位系統，未來團隊計劃融合力反饋，實現抓握雞蛋等脆弱物體；引入多模態基礎模型，提升環境認知與任務理解能力；發展HI-ARM集群系統，實現多機協同搬運等復雜任務。

空中機器人正從被動觀察走向主動操作，未來在物流配送、家庭服務、野外救援、遠程協作等領域極具應用潛力。

也許不久后，你會看到一雙“飛行手”幫你開門、遞水、送快遞，而它，可能正靜靜棲息在你家的窗簾桿上。

論文鏈接：http://www.nature.sh.sjuku.top/articles/s41467-026-68967-3