长期以来，飞行机器人在实际应用中多承担“空中观测”的角色，依靠机载相机、雷达等传感器完成巡检、测绘、搜寻等任务。
然而在灾害救援、野外作业、狭小空间维护等场景中，仅能“看见”并不足以形成闭环处置能力：机器人往往需要完成拧动、抓取、递送、移除障碍等操作，才能把信息优势转化为处置效率。
如何在保持飞行敏捷性的同时实现稳定、精细的空中操作，是当前空中机器人从“侦察”走向“执行”的关键瓶颈。
造成这一瓶颈的核心原因在于结构与控制的双重矛盾。
一方面，传统方案通常采取“飞行平台+外挂机械臂”的组合。
机械臂一旦增大尺寸或提升自由度，重量、惯量和气动扰动随之增加，飞行平台在姿态稳定、续航和空间通过性方面都会受到挤压；若为减重而简化执行器，则抓取方式单一，面对形状、材质和摆放各异的物体时适应性不足。
另一方面，飞行与操作高度耦合：抓取瞬间的外力、接触不确定性以及结构形变都会传导到飞行姿态，使控制系统更易出现振荡或漂移。
在复杂环境中，安全与可靠性因此成为飞行操作机器人规模化落地的制约因素。
针对上述难题，浙江大学高飞团队提出以仿生集成为主线的设计思路，研发手形飞行操作机器人HI-ARM（Hand-like compact Aerial Robot for Manipulation）。
据介绍，该机器人不再沿用外挂式机械臂结构，而是把“手”的抓取能力深度嵌入飞行本体，形成紧凑的一体化方案：通过C形开放式抓取轮廓增强包裹与容错能力，5自由度手指结构结合伸缩与扭转机制，并采用单电机肌腱驱动，在整机约556克的重量水平下实现多模态抓取，可在不同任务中完成从握持到轻拈等操作需求。
相关成果于2026年1月30日在线发表于国际期刊《自然·通讯》，论文第一作者为浙江大学控制科学与工程学院博士研究生吴钰泽，通讯作者为长聘副教授高飞。
在控制策略上，团队构建了低时延的飞行与形变控制框架，使飞行轨迹规划与末端形变控制实现有效解耦。
据介绍，该框架实现毫秒级的轨迹规划与微秒级的形变控制响应，支持机器人在飞行过程中边运动边调整抓取姿态，降低“先稳住再操作”的时间成本。
对于应急救援等需要快速反应的场景，这类“边飞边抓”的能力有望提升处置效率；对于家庭和工厂等人机共存空间，则有助于提升行为可预测性，使周边人员更直观理解机器人动作意图，减少误判带来的安全风险。
从影响看，一体化轻量设计与自适应抓取能力的结合，意味着空中机器人可向更广的空间条件延伸：在室内、管廊、设备密集区等受限环境中，轻量化更利于穿行与悬停；在未知或动态环境中，多模态抓取提升任务泛化能力，有助于应对物体形态不规则、接触条件不确定等挑战。
更重要的是，当飞行平台具备主动交互能力后，救援、巡检与服务等流程可从“发现问题—等待处置”转向“发现问题—初步处置—协同完成”，为多部门联动提供新的技术支点。
面向应用落地，对策层面仍需在标准化、安全性与工程化上持续推进。
一是围绕人机共存的安全机制，完善干扰估计、接触检测、力控约束与失效保护，形成可验证、可追溯的安全边界；二是结合不同场景需求，建立可复用的任务模块与操作策略库，降低部署成本；三是推动与应急、制造、能源等行业单位的场景共建，通过真实任务验证续航、可靠性与维护体系，形成从样机到系统化产品的路径。
在前景判断上，空中操作能力的发展将与多机协同趋势相互促进。
团队提出下一步将探索多机编队协同作业，利用集群协作实现协同搬运、分布式感知与任务分工，从单机“能操作”走向系统“能协作”。
同时，随着视觉强化学习等方法的发展，如何缩小仿真与现实差距、提升复杂环境下的泛化能力，将成为决定空中操作机器人规模化应用的关键课题。
可以预期，具备“看得见、够得着、抓得稳、放得准”的空中机器人，将在应急救援、设备维护和公共服务等领域拓展更多增量空间。
飞行机器人从"会飞的眼睛"进化为"会飞的手"，标志着人工智能具身化发展的重要里程碑。
这一突破不仅解决了技术层面的难题，更重要的是重新定义了人机协作的边界。
当空中机器人具备了主动交互的能力，灾难救援、家庭服务、野外作业等场景将迎来革命性的改变。
这项研究充分体现了基础科学研究与实际应用需求的有机结合，为我国在前沿机器人领域的自主创新提供了有力支撑。