“中国版大白”登Science子刊！可生长，能上天，还会轻功水上漂

什么样的机器人能真正走进千家万户？《超能陆战队》里的大白机器人展示了一种可能——柔软、安全、会拥抱。

现在，南方科技大学王宏强教授团队带来了现实版本：一个受人体骨骼启发的可生长、可变形、可灵活移动的软体人形机器人。

这个名为GrowHR的机器人，拥有一系列特殊技能。比如，它可能是第一个不怕被扔进泳池的人形机器人——不仅不会"淹死"，还能悠哉悠哉地游泳：它的设计颇为巧妙：它采用PVC材料制成的柔软气室用于变形，两端配有刚性连接器，外部包裹不可拉伸的织物覆盖层以显著提高轴向刚度。

还能施展“轻功水上漂”，在水面上稳稳行走：

厉害的是，这家伙能上天，远程空投作业不是梦：

遇到狭窄空间？“缩骨功”一开，轻松穿过：

弹性腿部还能蓄力踢球：

最关键的是，它足够安全，一个6岁小孩都能轻松举起它，即使发生跌倒碰撞也不怕：

它的才艺可不止这些。近日，相关研究登上国际顶级期刊Science Advances，为更安全、更多功能的人形机器人走入工厂或家庭等场景提供了全新的解决思路。

▍仿生骨骼：能屈能伸的秘密

传统人形机器人为什么难以普及？质量太大、结构太刚硬是主要原因。它们容易撞到人或周围环境，造成人身和财产风险，机器人自身也容易被撞坏。

研究团队从人体骨骼找到了灵感。人类骨骼具有生长性、轻质高强、能吸收冲击等多功能复杂结构。基于这一观察，研究团队提出了一种基于气动膨胀结构与多维稳定机制的新型仿骨变形柔性机构

这种仿生连接结构在重量仅为350克的情况下，却拥有高达315%的可伸展性

当传统机器人在追求更大力量、更高负载时，GrowHR选择了另一条路——通过柔性、轻盈和变形能力，实现安全、灵活的人机共存。从实验室到千家万户，它展示了软体机器人的独特潜力。

基于这种创新结构，GrowHR的身高可以在0.49米至1.36米之间自由变化，覆盖了从幼儿到成人的高度范围。它甚至可以从一个狭小的包装箱中自主出来，然后"成长"到全高状态开始行走。

为了确保充放气过程中的稳定性，研究人员还独创性地设计了同步电缆约束机构——通过四根等长电缆确保两端始终平行。加入的线性导向杆进一步增强了抗弯曲能力，让机器人在站立时也能安全地变换高度。

正是这种仿生设计，让GrowHR的“骨骼”实现了真正的刚柔并济

▍上天入水，解锁多模态运动

基于以上设计，GrowHR展现出了传统人形机器人所不具备的多模态运动能力，打开了更多应用场景的想象空间。

首先是极强的形态适应能力。它能通过变形走过仅为原身高36%的矮洞，通过收缩肚子挤过仅为原身宽度61%的狭缝，显著提升了在复杂地形中的通行性。

这种变形能力还解锁了一种独特的爬行模式。通过可生长连接结构与伺服电机的协同工作，GrowHR能类似蚯蚓一样蠕动，爬行速度较仅使用电机或软驱动器时提升1122倍，从而可以进入极小的洞穴。

不止于陆地，它的能力还延伸到了水域。由于密度仅为水的5.8%，它不仅能在水中漂浮游泳，还能负担自身16倍的重量，借助脚蹼和质量块，它甚至能实现轻功"水上漂"，可用于水上救援等、水面清理等任务

由于仅重4.5千克，借助涵道风扇或无人机，GrowHR可以实现空中运输，实验中最远飞行距离达到5.5公里，展现了在偏远地区执行搜救任务的巨大潜力。

▍本征安全：6岁小孩都能举起来

对于一个可能进入家庭、与人朝夕相处的机器人来说，安全永远是第一位的。GrowHR的设计从一开始就将“本征安全”刻在了DNA里。

虽然拥有1.36米的身高，但GrowHR重量仅有4.5公斤，不足同尺寸传统刚性机器人重量的20%。这种超轻设计意味着即使发生碰撞，其产生的冲击力也远小于传统机器人。

实验数据显示，GrowHR倒地时的撞击力仅为同等重量刚性机器人的1/1.7

在安全性测试中，我们看到了温暖人心的一幕：GrowHR可以安全地拥抱一名儿童，即使发生跌倒碰撞，对人机双方都非常安全。

其超轻的体重，意味着一个小孩甚至都能轻松将它举起或拖行。这正是未来家庭服务机器人所必备的关键特质，一个真正可以让人放心依赖的伙伴。

除了安全，它的柔性结构还带来了意想不到的动态能力。正如前文展示的“踢球”，GrowHR的可变形腿部能在外载下存储并释放弹性能量，完成刚性结构机器人难以实现的动态动作。

当然，这项技术仍有提升空间。研究团队表示，未来通过增加自由度、采用更强动力执行器、结合先进控制策略与学习算法，此类机器人的自主性与动态性能有望进一步提升。

所以，当年看《超能陆战队》时的愿望——拥有一个大白，现在有了技术基础。只是这个"中国版大白"似乎比电影里的更会玩：不仅会拥抱，还会飞行、游泳、水上漂、缩骨钻缝。

就是不知道，它会不会也像大白那样，在电量不足时变成"醉酒"模式？

论文链接：www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea2831