环形闭合抓取：巧妙变形让抓取更牢固、轻柔且灵活

现有的机器人抓取机制通常采用单一形态，难以同时满足抓取构建和保持阶段对灵活性、强度及柔顺性的需求。为此，研究提出“闭环抓取”技术，通过开环与闭环形态的拓扑变换来应对不同阶段的功能要求。

抓取过程分为构建和保持两个阶段。构建阶段需机械臂灵活绕过物体形成稳定构型，要求高灵活性；保持阶段则需抵抗外力且不损伤物体，要求高强度和高柔顺性。传统单一形态设计难以兼顾，而闭环抓取通过以下步骤实现：首先，开环形态的机械臂（如软性生长充气梁机器人，即藤蔓机器人）利用自由末端灵活移动，绕过物体构建目标闭环构型；接着，通过拓扑变换（将末端固定到底座）转为闭环形态；最后，闭环形态凭借理论上无限的弯曲柔顺性和高拉伸强度，实现稳固且轻柔的抓取保持。

该技术的核心在于利用两种拓扑形态的优势：开环形态末端可自由导航复杂路径，适应多样物体和环境；闭环形态无需弯曲刚度，通过拉伸强度承重，接触力分布均匀，避免压伤。研究基于藤蔓机器人设计了系统架构，包括软性生长充气梁（兼具高弯曲自由度和拉伸强度）、绞车和夹具。实验中，该系统展示了高灵活性（如编织包裹球体、穿过物体闭环形成Hopf链、在杂乱环境抓取 kettlebell）、高强度（单环承重622公斤级，提升74.1公斤人体）和高柔顺性（抓取玻璃花瓶、西瓜无损伤），还能抓取3米外物体并拖动，实现多物体抓取和“手中”操作。

闭环抓取突破了传统单一形态的性能权衡，为处理重型易碎、拓扑复杂、大型或受限环境中的物体提供了新方法，有望应用于 eldercare、救援、制造业等领域。