能医疗救援、还能太空作业，软体机器人成人类“新宠”

软体机器人的崭新世界：从仿生到智能材料驱动的未来

想象一下一种机器人，能够适应各种非结构化环境，与人类交互更加安全，它就是软体机器人。与传统的机器人相比，软体机器人更像是一个灵活的生命体，而不是冷冰冰的机器。它的本体采用的是柔软材料，一般被认为是杨氏模量低于人类肌肉的材料。而它的驱动方式不再依赖于传统的电机驱动，而是依赖于智能材料的运用。这些智能材料包括介电弹性体、离子聚合物金属复合材料等。它们通过电场、压力、磁场、化学反应、光和温度等物理量的变化来驱动软体机器人。科学家们汲取自然界的灵感，设计出各种仿生软体机器人，如模仿蚯蚓、章鱼、水母等的形态与功能。

中国科学技术大学的研究团队为我们带来了一个令人振奋的消息：他们自主研发了“软体机器人手臂”，灵感来源于象鼻，既灵活又强大。这种手臂能够在复杂环境中完成精细操作，为未来的救援、医疗等领域带来革命性的变革。

那么，软体机器人与传统机器人究竟有何不同呢？简单来说，它们的材料选择就存在显著的差异。软体机器人主要使用柔性材料，摒弃了传统的刚性连接器和外壳。这些柔性材料使得软体机器人在面对各种环境时展现出惊人的适应性和安全性。为了简化制作过程，科学家们常常采用先进的3D打印技术来制造这些柔软的部件。这使得软体机器人的制作更为高效和精准。想象一下未来的场景：一群软体机器人在自然灾害现场展开救援，它们的柔韧性和适应性使得它们能够在复杂的环境中自如地工作，为人类的未来带来无限可能。这就是软体机器人的魅力所在，也是它们即将引领的崭新世界。驱动方式的革新：软体机器人的独特移动原理

理论上，软体机器人能够移动重达自身重量100倍的物体，其背后的运动原理颇具特色。与传统的刚性机器人不同，软体机器人并不需要依赖马达等传统的动力装置进行驱动。当前，研究人员主要从两个方向着手研究：

其一，模仿人或其他动物的肌肉运动机制，让机器人通过类似生物肌肉的方式实现动作。其二，利用外部环境的变化获取动力，如温度、空气流动和光照等，这些变化都能为软体机器人提供所需的能量。

软体机器人在很多领域展现了独特的优势。相较于刚性机器人，软体机器人可以更好地适应各种环境，即使在狭小的空间或非结构化的环境中，也能完成复杂的任务。医疗、军事和探测等领域都能见到其身影。其材料可以通过3D打印等技术进行生产，成本相对较低。一些行业专家认为，软体机器人的计算能力甚至超过刚性机器人，其重要性堪比液态金属机器人。

形态控制的挑战与机遇：软体机器人的非线性之旅

软体机器人的结构和材料特性使其呈现出非线性、多自由度的特点，这也使得其动作任务相较于刚性机器人更加复杂。这对算法的要求极高，需要精准控制机器人的每一个动作。形态计算是当前的一个研究方向，它能够实现多样的物理模型，将计算任务与机器人的身体融为一体。简而言之，形态计算让软体机器人能够在不依赖外部算法的情况下完成计算任务，展现了这一领域的巨大潜力和挑战。软体机器人的应用前景展望

软体机器人，作为一种崭新的机器人技术，展现出了其无与伦比的独特优势。它们的质量轻巧，具有出色的目标形状适应能力，以及在与环境交互时的低碰撞力。这些特性使得软体机器人能够执行一系列令人惊叹的任务，如变形、挤压、缩小成团后再恢复原状，钻进狭小的空间，以及在粗糙表面上前进，甚至绕过不规则的障碍物，沿着绳子爬行。这些强大的能力使得软体机器人在使用过程中具有天然的低风险性，尤其适合在无人的空间中应用。

在医疗救援领域，软体机器人的应用前景尤为广阔。它们可以在狭小的空间内寻找伤者，为救援工作提供极大的帮助。无论是灾难现场还是复杂的环境，软体机器人都能深入其中，为我们提供宝贵的救援信息。

太空探索是软体机器人应用的另一大前沿领域。科学家们正积极探索将软体机器人用于空间目标捕获，如空间碎片、废弃卫星等。它们的狭窄空间操作长处将在航天器内部设备维护、空间站舱内操作等任务中发挥重要作用。想象一下，利用大尺寸的软体机器人进行空间设施的长距离搬运，无疑将为太空任务带来前所未有的便利。

软体机器人是科技含量高、前景良好的创新型机器人。它以材料科学、机构学和控制科学为基础，利用软体材料的物理特性实现更高效、更简单的运动。近年来，软体机器人的研究与开发已成为一个备受关注的新兴领域。未来，我们生活的方方面面都可能出现软体机器人的身影，它们将在各个领域发挥重要作用，为我们的生活带来极大的便利。总结

根据国际机器人联合会（IFR）的最新报告，当前工业领域中的自动化搬运主要局限于规则、刚性物品，仅占大约3%-4%的解决范围。剩下的96%，涉及到柔性、异形以及易损产品的搬运，仍然依赖人工操作。在这一背景下，软体机器人技术的崛起，仿照软体动物的独特机能，为解决这一难题带来了创新的解决方案。

这一技术的出现，为全球机器人技术应用打开了全新的大门。软体机器人能够以合理的成本，实现对食品、农产品以及异形工件的安全无损抓取和搬运。它们打破了传统刚性机器人技术的局限，具有更广泛的适用性。无论是面对形状各异、尺寸不一的复杂产品，还是需要对柔软、易损物品进行精细操作，软体机器人都能轻松应对。这无疑将推动机器人技术在全球范围内的应用，拓展到更为广泛的领域和场景。

从技术层面来看，软体机器人的柔性特点对传统刚性机器人技术产生了颠覆性的影响。传统的刚性夹爪由于形状、尺寸和柔软度等因素的限制，无法满足企业自动化升级的所有需求。市场对软体机器人的需求声音日益增大，这也使得软体机器人细分市场迎来了重要的转折点。未来，随着技术的不断进步和市场的不断拓展，软体机器人将在更多领域大放异彩，引领自动化科技的新潮流。