从地面到垂直墙无缝切换！密歇根大学×上海交大联合研发SPARC，突破软体机器人天花板！

主要观点总结

该文章介绍了名为SPARC的软体机器人的研发过程及其关键技术。SPARC机器人采用独特的折纸结构设计，能够在平坦路径上爬行并攀爬垂直表面，其移动精度达到通常只有刚性机器人才能实现的水平。文章详细阐述了SPARC机器人的设计特点、技术挑战、研发过程、实验验证及能力评估。

关键观点总结

关键观点1: SPAR机器人研发背景与面临的技术挑战

随着软体机器人在非结构化环境探索中的优势显现，现有软体机器人存在运动维度有限、垂直表面负载能力不足、缺乏有效传感反馈等问题。刚性机器人的轨迹跟踪与路径规划技术已较为成熟，但软体机器人因材料非线性、建模复杂及传感集成难度大，其精确运动控制仍面临显著挑战。

关键观点2: SPARC机器人的设计与特点

SPARC机器人采用基于Kresling折纸图案设计的气动执行器，这些几何结构在真空压力作用下可预测地折叠，类似扭曲的手风琴。团队创新性利用Kresling折纸固有的收缩-扭转耦合特性，让SPARC实现了实时本体感知和状态重建，并对负载变化表现出良好的适应性。

关键观点3: SPARC机器人的研发过程与关键技术

为实现三维地形中的精确运动，SPARC机器人核心技术方案围绕气动折纸执行器设计、本体感觉建模、参数优化、运动学分析及步态控制展开。其运动机构由三个线性Kresling执行器并联构成，每个执行器包含六个串联且保持手性的基本单元。

关键观点4: SPARC机器人的实验验证与性能评估

研发团队对SPARC机器人在水平与垂直平面上的轨迹跟踪能力进行了系统测试。实验结果显示，SPARC能够成功跟踪水平面上的预定轨迹，并在携带500克负载的情况下仍能保持稳定的上升运动。量化数据分析表明，机器人在水平与垂直表面的自主运动能力得到了验证。

关键观点5: 多模块组合方案与地形适应能力拓展

为拓展机器人的地形适应能力，研发团队探索了多模块组合方案。通过将两个SPARC模块串联，构建了串行配置机器人，使其能够实现从地面到正交（90度）墙壁的平稳过渡，突破了单模块在复杂地形衔接处的运动限制。