在華中科技大學的機械科學與工程學院實驗室里，一場關于未來航天器維修的技術革新正在悄然進行。畫面中，博士后張桀馨與博士生陳曠達正通過手柄控制器，指揮屏幕上的機器人緩緩舉起“手臂”，精準地完成螺栓擰松的任務。這一幕，正是他們為模擬航天器維修場景所開展的機器人靈巧操作實機測試。
張桀馨介紹，他們的目標是要讓機器人成為航天員的“替身”，在空間大型結構設備的在軌制造與維護工作中發揮重要作用。然而，要實現這一目標，機器人不僅需要具備靈活性，還需要擁有接觸操作能力。面對傳統機械臂在狹小空間內靈活性不足，以及柔性臂缺乏接觸操作剛度的問題，團隊決定直擊痛點，從“0到1”進行破局。
經過不懈的努力，團隊終于將繩驅柔性臂和剛性機械臂巧妙結合，研發出了技術領先的剛柔耦合仿人操作機器人。這種設計不僅克服了傳統局限，還利用柔性小臂實現了狹小空間操作點位的可達性，再由剛性大臂與靈巧末端執行器完成精確控制與具體操作。這一創新，使得機器人在狹小空間內的靈活性和末端剛度得到了顯著提升。
不僅如此，團隊在仿人手/臂機器人結構設計、視覺伺服尋位定位、狹小空間靈巧操作等方面均取得了重大突破，并同步開發了具有自主知識產權的核心操作軟件。為了讓機器人更符合航天員的操作習慣，他們通過近千次實驗，讓機器人在“柔”與“剛”之間達到了理想的平衡狀態，實現了“目明手巧”。
張桀馨團隊的這一創新成果，不僅得到了學術界的認可，還在首屆博士后“英雄杯”創新創業大賽中獲得了二等獎。通過大賽，項目獲得了全程跟蹤服務，并參加了多次路演活動，大大助推了項目的孵化進程。如今，團隊已與兩家單位分別達成了數百萬元的合作，產業化藍圖日益清晰。
在武漢市深入實施“楚材聚漢 共建支點”行動的推動下，張桀馨團隊的創業項目也在武漢實現了就地轉化。2024年，團隊的第三代剛柔耦合仿人操作機器人通過了航天工效學評價，在實際環境中實現了技術應用驗證與科技項目驗收。與國外同類產品相比，該機器人在體積上具有明顯優勢，售價更是降低了60%以上。
秉承著“把科技做到產業上”的理念，團隊在華中科技大學丁漢院士、趙歡教授的親自指導下，以科技項目為依托，實現了項目產品研制、迭代全流程扶持。目前，這個由十余位碩博士組成的“小而精”團隊，已擁有多項核心專利、軟件著作權，并發表了10余篇高水平論文。他們表示，核心技術完全自主創新，有信心將技術運用于更多領域。
武漢市的配套政策也為張桀馨團隊的創新創業提供了有力支持。通過大賽的宣傳和對接，團隊不僅獲得了可用于研發的扶持資金，還與多家企業達成了合作意愿。其中，與湖北三豐智能裝備集團股份有限公司的深度合作，更是極大地推動了科技成果的落地孵化進程。同時，團隊還在探索將技術應用于電力運維等更多狹小空間操作場景，不斷拓展創新邊界。
