北京航空航天大学多模态自适应攀岩机器人：突破复杂地形挑战

近年来，地外天体探测任务的需求显著增加，尤其是在月球、火星等崎岖地形的探索中，攀岩机器人凭借其灵活性和稳定性成为重要工具。然而，传统攀爬技术在面对复杂地形时仍面临诸多挑战，如附着装置的适应性不足、柔顺性较低以及高效运动难以实现等。

为解决这些问题，北京航空航天大学研究团队提出了一种创新的多模态自适应攀岩机器人（MARCBot）。其核心技术结合了仿生设计、结构创新与动力学优化，显著提高了机器人在复杂地形下的攀爬效率与稳定性。

项目创新点与技术突破

仿生设计

团队借鉴甲虫、攀禽和哺乳动物的自然运动机制，开发了具备快速附着、适应性强的仿生爪刺式抓手（SPASAS gripper）。该抓手不仅适应多种岩石表面，还可通过单电机驱动实现高效脱附。

机构优化

MARCBot采用可灵活切换模式的四足设计，集成了波动攀爬和四足行走等多种运动模式，在不更换末端执行器的情况下实现平地小跑和陡峭岩壁的稳定攀爬。

先进控制方法

基于整体惯性中心动力学模型，团队开发了准全身控制（Q-WBC）算法，通过最优附着力分配提升了系统柔顺性，降低了机器人内部应力并减少总能耗。

应用场景与研究前景

MARCBot在实验中成功完成了垂直90°岩壁攀爬和复杂地形小跑，其性能指标在同类机器人中表现突出。未来，该技术将广泛应用于地外天体探测、灾害救援、地质勘探等领域，展示出广阔的潜在价值。