空中长出“手”了！浙大团队造出仿生飞行机器人，抓、运样样精通

无人机要进化成“飞行手”了！

一个能在空中自主飞行、伸手抓取物品、开门、甚至在树枝上栖息的机器人，刚刚登上国际顶级期刊《自然·通讯》《Nature Communications》。

近日，浙江大学团队研发出一款手型仿生自主飞行机器人HI-ARM，首次将人手的灵巧抓取与无人机的敏捷飞行深度融合，实现了真正意义上的空中操作自由。从抓水瓶、捏纸巾，到开门、栖树、跨河送物，这台仅成人手掌大小的机器人展示出前所未有的空中操控潜力。

01.

不是无人机+机械臂，而是“飞行手”本手

以往空中操作机器人，大多是在无人机下方挂载机械臂，结果往往是笨重、耗电、操作耦合严重，一抓东西整机就晃，精细活根本干不了。

浙大团队这次走了条“基因级创新”的路子：直接模仿人手结构，将人手的灵巧抓取能力与飞行器的敏捷运动能力相融合，打造了HI-ARM。它就像一个“长了旋翼的手掌”，将飞行与抓取功能进行了深度整合。

它拥有“手掌”区域，具备“指尖”结构，并采用腱绳驱动机制（仿人手肌腱）驱动所有变形关节。整体仅手掌大小，重量轻，却具备5自由度变形能力，能适应不同形状物体。

更绝的是，它还是一台四旋翼飞行器，继承了无人机敏捷飞行的基因，能在飞行中随时变形抓取，实现边飞边操作。

02.

有“手”还得有“脑”，自主框架让机器人自己思考

光有灵巧的“手“不够，HI-ARM还搭载了一套分层自主框架，包含任务规划、轨迹生成、状态估计与自适应控制。

它支持两种模式：

• 全自主模式：机器人根据任务类型，从动作库中自主组合动作序列，完成抓取、开门、栖息等任务；
• 人机协作模式：根据操作者意图生成指令，实现远程遥操作。

为了解决飞行中抓取带来的模型扰动，比如重心变化、外力干扰，团队研发了多级自适应控制器，能实时估计并补偿外力外扭矩，让机器人在抓取、推门等互动任务中依然保持稳定。

03.

实测现场：从抓水瓶到跨河送货

• 多模式抓取

HI-ARM的能耐，在一系列精心设计的实验中得到了充分验证，其应用场景横跨室内服务与野外作业：

可以自主抓取153g水瓶并运输，最大速度1.1m/s；能精准抓取单张薄纸巾，控制误差＜3cm；面对不规则形状物体（如字母积木），自动变形贴合抓握。

• 开门与栖息

可以自主飞向门把手，抓握并推开房门；能仿鸟类栖息，飞向树干并抓握停靠，电机停转、仅靠摩擦力悬挂，能耗降至悬停的1%以下。

• 连续人机交互

在模拟家居场景中，连续完成“取快递→递水→收零食→扔垃圾→回衣架栖息”一系列任务，全程无需人工干预。

• 野外生存专家

在竹林、电线杆等多种场景成功栖息；可以变形缩窄机身，穿越狭窄洞穴；还能跨河送货：抓取水杯，飞越河流并送达对岸。

• 人类的“第三只飞行手”

HI-ARM还可作为远程操作终端，帮助行动不便者或普通人在复杂环境中取物。

实验中，行动不便者通过第一视角眼镜遥控HI-ARM，从二楼飞至地面取回咖啡杯，轨迹总长46.2米，稳定完成；还可以模拟羽毛球卡树场景，远程操控机器人飞至树梢，指尖捏取羽毛球并返回。

04.

未来已来：从“飞行眼”到“飞行手”的时代跨越

目前HI-ARM仍需依赖外部定位系统，未来团队计划融合力反馈，实现抓握鸡蛋等脆弱物体；引入多模态基础模型，提升环境认知与任务理解能力；发展HI-ARM集群系统，实现多机协同搬运等复杂任务。

空中机器人正从被动观察走向主动操作，未来在物流配送、家庭服务、野外救援、远程协作等领域极具应用潜力。

也许不久后，你会看到一双“飞行手”帮你开门、递水、送快递，而它，可能正静静栖息在你家的窗帘杆上。

论文链接：http://www.nature.sh.sjuku.top/articles/s41467-026-68967-3