《一千零一夜》故事集中收錄的《阿拉丁神燈》深受讀者們的喜愛，其中阿拉丁擁有一塊神奇的魔毯，它具有運載功能，可以將物體輕松便捷的從一個地方轉移到另一個地方。在現實生活中，可變形布作為一種輕量便攜且具有良好適應性的載體，已被廣泛的應用于多個場合，例如在醫院中用來轉移患者的床單。如圖1所示，柔軟的床單能避免對患者造成二次損傷。

圖1?醫院中搬運病人用的床單

如何能夠讓軟布更加智能地參與到搬運任務中，使其成為一塊神奇的魔毯？上海交通大學機械與動力工程學院熊振華教授課題組與新澤西州立羅格斯大學(Rutgers University)機械與航空航天工程學院易勁剛教授合作，將多移動機器人應用于軟布的支撐與操縱中，實現了多移動機器人協同操縱軟布搬運物體的任務。

該任務的核心難點是如何構建多機編隊-軟布-被搬運物系統（以下簡稱多機搬運系統）的模型。研究人員提出了一種可以實時計算的模型，即虛擬可變繩索模型（Virtual Variable Cables Model, VVCM），其簡化了的多機搬運系統的復雜度。基于VVCM，研究人員進一步提出了多機搬運系統的運動規劃器，從而可以在三維雜亂的環境中運輸物體。研究人員使用了NOKOV度量科技公司的動作捕捉系統搭建了三機器人實驗平臺（如圖2所示），將實時獲取的被搬運物體位置與VVCM計算所得的物體位置比較，驗證了模型的有效性并實現了三機器人系統搬運實驗。

圖2?多移動機器人運輸系統的實驗裝置和通信網絡，采用NOKOV運動捕捉系統進行模型準確性檢測。

如圖3所示，實驗的場景為設有障礙物的走廊環境，三機器人編隊通過調整隊形操縱被搬運物體跨越兩個不同的障礙物。其中，黑色的障礙物由于尺寸和高度較小，多機編隊無需改變隊形即可輕松跨越，而對于藍色的大尺寸障礙物，多機編隊改變了隊形大小，將被搬運物體抬升至安全高度，從而順利跨越該障礙物。而這種跨越障礙物的能力也是本研究提出的創新點之一。

圖3 3機器人編隊運輸載有臺球的可變形布。 機器人編隊的軌跡上放置了兩個不同高度的障礙物。

研究人員也在實驗過程中記錄了被搬運物體的實時位置，如圖4所示，并與VVCM計算所得到的位置相比較，結果顯示VVCM模型具有較高的精度，為多機通過可變物體操縱被搬運物提供了良好的模型支撐，相關仿真和實驗效果見論文附帶的視頻材料。

圖4?三機器人團隊運輸的物體的實驗結果。(a)三個機器人和物體的軌跡。機器人目標（終點）由紅色星形標記表示。(b)物體在運輸過程中的高度軌跡。

該成果發表于機器人領域知名期刊IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS (RA-L)，上海交通大學博士研究生胡家瑋為論文的第一作者，上海交通大學熊振華教授和Rutgers University易勁剛教授為論文的通訊作者。