克日，，，，，我院林天麟教授团队在综合类期刊Nature Communications揭晓题为“Snail-inspired robotic swarms: a hybrid connector drives collective adaptation in unstructured outdoor environments”的论文。。。。。我院智能机械人中心赵达为论文第一作者，，，，，中心主任林天麟教授为论文自力通讯作者。。。。。

继去年林天麟教授创立"以通讯作者身份五发TRO"的历史后，，，，，今年智能机械人中心继续在Nature Communications发文，，，，，科研事情连摘硕果。。。。。阻止2024年，，，，，优德官网助力香港中文大学（深圳）在CSRankings的综合排名中（全球盘算机科学机构-机械人偏向）恒久位列中国第一、亚洲第四，，，，，一连打造领域国际影响力。。。。。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-47788-2

期刊先容

Nature Communications是Nature子刊，，，，，是一本致力于揭晓高质量、立异性自然科学研究的多学科杂志，，，，，涉及领域包括物理、化学、生物学、医学、地球科学等。。。。。该期刊最新影响因子为16.6，，，，，JCR分区Q1。。。。。

研究配景

机械人集群的设计经常受到自然界中群体行为的启发，，，，，例如鱼群、蚂蚁群和鸟群的协偕行动。。。。。这些生物能通过团队相助完成重大的使命，，，，，这种征象被称为“群体智能”。。。。。群体智能使得这些生物能在多变的情形中展现出卓越的顺应性、稳固性和高效率。。。。。借鉴自然界的这些原理，，，，，科学家们试图开发能在空中、水中和陆地上运动的机械人集群，，，，，模拟这些自然界的群体行为。。。。。然而，，，，，大都地面可重构机械人集群仍主要在相对简朴的室内情形中运行，，，，，它们在真实天下的应用仍然面临限制。。。。。

本文实现了？？？？？？？榛灾毓够等嗽诨夥墙峁够樾斡τ，，，，，其设计灵感泉源于陆地蜗牛的形态和其奇异的毗连机制。。。。。这种新型机械人系统不但能顺应重大的户外情形，，，，，还具备极为稳固的毗连机制，，，，，确；；；；；等嗽谧槭适蹦芗岢旨叩奈裙绦。。。。。这项研究为地面机械人集群在非结构化情形中的应用提供了新的可能性，，，，，推动了这项手艺在真实天下条件下的生长。。。。。

研究要领

在面临户外情形安排陆地机械人群体的挑战时，，，，，本文的设计集中在两个要害领域。。。。。首先，，，，，致力于开发一种新型的？？？？？？？榛灾毓够等，，，，，能够单独或作为群体在户外情形中有用运作。。。。。这种机械人的设计受到陆地蜗牛形态学的启发，，，，，尤其是它们在重大地形中运动的能力。。。。。借鉴蜗牛的爬行和附着行为，，，，，机械人装备了球形外壳和可移动的“足”，，，，，显著提高了它们的无邪性。。。。。这样的设计还使机械人集群能够通过铁磁性外壳相互毗连，，，，，形成无邪的大型结构以执行更重大的使命。。。。。

第二个设计重点是创立一种高效且稳固的毗连机制。。。。。古板的自由形式毗连器通常缺乏稳固的毗连机构，，，，，为相识决这一问题，，，，，本文开发了一种双模式毗连机制。。。。。这一机制团结了磁力吸赞许真空吸附系统，，，，，灵感泉源于蜗牛对差别外力的顺应战略。。。。。这种混淆毗连方法允许机械人在任何位置动态地举行附着，，，，，同时，，，，，真空吸附可以在受到外部压力时增强毗连的稳固性。。。。。这种立异的毗连器设计不但提供了毗连位置的无邪性，，，，，还维持了整个机械人群体的结构完整性，，，，，这关于在多变的户外情形中的有用操作至关主要。。。。。

这些机械人集群巧妙地借鉴了蜗牛在自然界中的生涯战略，，，，，将其应用于解决现代手艺中的现实问题。。。。。通过这种方法，，，，，机械人能够无邪地顺应重大和多变的户外地形，，，，，展示出科技与自然融合的美妙。。。。。

蜗；；；；；等私幽闪俗杂纱判耘连和牢靠式吸盘毗连两种机制。。。。。在自由磁性毗连模式下，，，，，机械人主要依赖装有嵌入式磁铁的两条履带。。。。。这些履带由轻质的软聚合物橡胶和同步带组成，，，，，磁铁嵌入在软聚合物橡胶内，，，，，以增强与球形外貌的接触贴合度。。。。。履带的横截面设计包括尼龙齿和绳索，，，，，以及聚合物橡胶主体部分。。。。。同时，，，，，硅橡胶垫圈的添加则增添了履带与机械人壳体之间的摩擦力，，，，，提高了毗连的稳固性。。。。。在牢靠吸盘毗连机制中，，，，，当蜗；；；；；等诵枰康呐连力时，，，，，它会通过齿条驱动吸盘舒展以接触下方的球形壳体。。。。；；；；；等说闹魈遄坝懈貉箍掌，，，，，该泵通过柔性软管与中心的旋转气动电路相连。。。。。吸盘始终坚持与球形壳体的细密接触，，，，，并通过单通道气动旋转环实现360度旋转，，，，，同时不损失由空气泵提供的负压。。。。。这种设计使得毗连不但稳固，，，，，还能在差别偏向上举行无邪调解，，，，，以顺应重大的外部情形。。。。。

本文将陆地机械人群体的多样化功效分为六大类：自组装/自疏散、自重组、流动运动、操控、移动和支持。。。。。这些使命对移动性和毗连强度的需求各不相同，，，，，因此蜗；；；；；等丝⒘肆街植畋鸬牟僮髂Ｊ剑鹤杂赡Ｊ胶颓苛δＪ。。。。。在自由模式下，，，，，机械人使用嵌入磁铁的差速履带，，，，，实现无邪的磁性毗连。。。。。这种模式可以执行旋转、滑动和？？？？？？？榧渥频热鲋饕卸，，，，，适合需要高无邪性的使命，，，，，自组装/自疏散、自重组、流动运动。。。。。磁性毗连使得机械人能够在其他机械人外貌上无邪、平滑地移动，，，，，增强了群体在动态情形中的顺应能力。。。。。而强力模式则用于需要更高结构稳固性和更强毗连的使命。。。。。在这种模式下，，，，，机械人使用可伸缩的真空吸盘，，，，，增强了对抗外部扭矩能力，，，，，同时也拥有了更大的旋转驱动扭矩。。。。。这一模式关于执行更具挑战性的使命至关主要，，，，，如操控、移动和支持，，，，，这些使命可能需要多个机械人相连或形成延伸的悬臂结构。。。。。

为了测试蜗；；；；；等思旱男阅，，，，，本文划分在户外举行了单个机械人的移动测试和多机协同操作的测试。。。。。单个蜗；；；；；等丝梢栽诨獠黄秸孛嬉贫，，，，，也可以通过一些较窄的沟壑。。。。。

另外，，，，，单个蜗；；；；；等艘材茉诓萜赫庵纸先崛淼牡孛嬉贫。。。。。

然而，，，，，当单个蜗；；；；；等嗣媪俳衔獒牡匦问，，，，，由于其体积的限制，，，，，往往难以顺遂通过。。。。。本文为了周全评估这些机械人的现实应用潜力，，，，，对多个机械人的协作运动举行了一系列的测试。。。。。本文测试了蜗；；；；；等思涸诓畋鹬卮笄樾蜗碌耐ü芰，，，，，其中包括自然石头台阶：

或者是整体通过人工鹅卵石地面：

以及以流动运动通过自然沟壑等难度较高的地形：

这些测试旨在验证集群协作时能否战胜单机运动的局限性，，，，，展现出更强的顺应性和能力。。。。。

同时，，，，，本文也对蜗；；；；；等思旱牟僮髂芰傩辛松钊氲牟馐。。。。。首先，，，，，在户外情形中，，，，，多个蜗；；；；；等诵纬苫当，，，，，乐成地将安排在巨石上的单个蜗；；；；；等饲寰苍怂椭恋孛妫

别的，，，，，本文还展示了由7个蜗；；；；；等四？？？？？？？樽槌傻牡ケ刍当墼跹晕抑刈槌梢桓鏊刍当，，，，，自由移动的机械人与双臂机械臂协作，，，，，配合将一个物块搬运到纸箱中：

这些实验不但展现了蜗；；；；；等嗽谥卮笄樾蜗碌乃秤π院托髂芰，，，，，也验证了它们在执行细腻使命时的高效性。。。。。

论文demo：https://www.bilibili.com/video/BV14t421w7tK/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click

研究结论

本文开发了一种能够？？？？？？？榛灾毓沟奈吓；；；；；等思，，，，，其设计灵感泉源于陆地蜗牛的形态和其奇异的毗连机制。。。。。这项研究为地面机械人集群在非结构化情形中的应用提供了新的可能性，，，，，是对？？？？？？？榛灾毓够等嗽诨庀终嫦嘈沃邪才诺囊淮沃饕笛。。。。。展望未来，，，，，研究团队妄想继续推进这一项目，，，，，重点研究提升机械人的感知能力、？？？？？？？榧涞囊旃够约白灾毓乖硕氲乃惴，，，，，以进一步拓展其功效和应用规模。。。。。

作者简介

本文通讯作者林天麟，，，，，香港中文大学（深圳）助理教授，，，，，博士生导师，，，，，广东省优异青年基金获得者，，，，，IEEE高级会员，，，，，担当机械人与智能制造国家地方团结工程实验室常务副主任、优德官网（优德官网）智能机械人中心主任。。。。。师从徐扬生院士，，，，，划分于2006年和2010年在香港中文大学获得一等声誉学士学位和博士学位。。。。。研究偏向包括？？？？？？？榛等恕⒍嗷等讼低臣疤刂只等说。。。。。林教授至今在Nature Communications、T-RO、TPAMI等着名期刊及聚会揭晓论文100余篇，，，，，其中2023年以自力通讯作者身份在T-RO揭晓论文5篇；；；；；获TMECH年度最佳论文奖，，，，，IROS机械人机构设计最佳论文奖；；；；；作为项目认真人，，，，，主持国家自然科学基金委、国家科技部、广东省科技厅、深圳市科创委的多项科研项目；；；；；相关研究效果被路透社、探索频道、日本放送协会NHK、IEEE Spectrum等众多国际着名媒体报导。。。。。

本文第一作者赵达，，，，，硕士结业于香港中文大学（深圳），，，，，现在在香港中文大学攻读博士学位。。。。。研究偏向为？？？？？？？榛灾毓够等恕⒋徘质趸等。。。。。

团队先容

优德官网智能机械人中心由林天麟教授向导，，，，，旨在研究多机械人系统自由组成种种形态以解决不可预知问题的要害手艺，，，，，通过简朴智能体的集群实现重大的智能群体行为，，，，，让机械人系统拥有可复用、自由构型、可拓展、故障自修复等通用特征，，，，，为机械人设计领域创立出一种全新切实可行的实现形态。。。。。团队恒久从事机械人和人工智能研究，，，，，肩负来自国家自然科学基金委、国家科技部、广东省科技厅、深圳市科创委等多项主要研究项目；；；；；科研效果揭晓于Nature Communications、T-RO、TPAMI等机械人与人工智能领域的国际期刊和聚会上。。。。。关于？？？？？？？榛灾毓够等薋reeBOT的研究效果获2020年IROS机械人机构与设计最佳论文奖，，，，，受到了IEEE Spectrum、日本放送协会 NHK 和Engadget 等多家国际着名媒体的普遍报道。。。。。

图片相识团队更多论文和视频信息：
团队主页：https://freeformrobotics.org
团队B站-CUHKSZ-RAIL：https://space.bilibili.com/691821613