北京2022年冬残奥会在近日圆满结束。在这次冬残奥会及冬奥会期间，不仅运动员们的拼搏精神令人感动，还有许多高科技产品也大放异彩。其中，由中国科学院沈阳自动化研究所研发的多种类型的机器人尤其引人注目。这些机器人在“科技冬奥”专项的支持下，展现了先进的科技成果。

协助冬残奥火炬手完成接力的上肢助力外骨骼机器人

3月4日，在北京2022年冬残奥会的火炬传递活动中，上肢助力外骨骼机器人成功协助火炬手彭园园传递火炬，体现了奥运与科技的完美结合。

在火炬传递过程中，彭园园佩戴着上肢助力外骨骼机器人，灵活地挥舞火炬，并通过自身手臂与机器人之间的无缝切换，点燃下一棒火炬。这不仅展示了彭园园的精彩表现，还凸显了外骨骼机器人全程稳定抓握火炬的能力。科研人员在外骨骼机器人的研发过程中，突破了人机神经接口技术，创新研制了贴合皮肤的多模态信息采集系统，能够精准解析受试者的意念。此外，科研团队还突破了残肢功能再造技术，实现了外骨骼拟人化设计，确保手臂具备精细操作和负重操作的能力。

科研人员一直致力于通过新技术改善残疾人的生活质量。此次展示的新一代行为辅助机器人系统，为残疾人提供了像健全人一样的生活和学习机会。

会变身的水下变结构机器人

2022年2月2日，奥运历史上首次由两名机器人“火炬手”完成了水下传递。在北京冬奥公园的莲石湖下，水陆两栖机器人与水下变结构机器人完成了精彩的火炬接力。

在冰面下，水下变结构机器人稳准地对接了水陆两栖机器人手中的火炬，随后依靠自身的高精度冰下组合导航定位系统，精准地游至洞口，浮出水面，点燃下一棒火炬。机器人的水下接力成为了北京冬奥火炬传递的一大亮点。

水下变结构机器人是一款具有变形能力的机器人，它可以通过本体变形设计，既能在高效航行模式下保持优异的水动力性能，又能在稳定作业模式下完成火炬传递任务。当需要快速航行时，机器人会将机械臂与火炬藏在身体内，形成流线型外观；而在传递火炬时，机器人则通过升降机构实现载体分离，伸出握着火炬的七功能灵巧机械臂，完成水下火炬传递。

机器人之间的水下火炬传递既是一项亮点，也是一项技术挑战。科研团队突破了复杂流场扰动下的水下动态对准、机器人-机械臂的厘米级精准作业、冰下高精度定位导引等关键技术，确保了水下变结构机器人在野外复杂流场扰动条件下的稳定运行，顺利完成火炬传递任务。

能水陆两栖的机器人

在上文提到的两名机器人“火炬手”完成水下传递的过程中，另一个重要角色是水陆两栖机器人。

水陆两栖机器人采用了仿冰壶的设计，火炬点燃后，它挥舞着手臂，骄傲地向全世界展示这一荣耀时刻。火炬传递过程中，机器人还会旋转，使火焰随风飘动，在冰雪覆盖的莲石湖畔显得格外飘逸。

研发团队研究了冰面和水下环境模型，通过多目标优化设计，获取了两栖机器人结构参数，完成了其总体布局设计，使其具备了在冰面上低温、低摩擦环境下的精准导航和全向运动能力，从而实现了从冰面到水下的跨介质火炬传递。

两栖机器人在冰面上滑行的同时，还需在水下保持稳定。研发团队全面评估了机械手火炬传递对机器人整体动力学和稳定性的影响，实现了水中精准定位悬停，为水下火炬接力的成功奠定了坚实的基础。