软体机器人将重塑农业和食品市场 劳动力短缺问题迎刃而解

在2011年，哈佛大学的George Whitesides教授引领了一场机器人技术的革新。他与哈佛大学及五角大楼的国防高级研究计划局（DARPA）携手，共同开发了一种仿生“软体机器人”。

Whitesides教授面临的巨大挑战是创造一种机器人，能够穿越不到两厘米高的狭窄空间。传统的刚性机器人设计在这里遇到了瓶颈，但Whitesides教授从自然界和生物体中汲取灵感，创造了一种全新的软体机器人。这种机器人由柔韧的弹性聚合物制成，拥有超凡的灵活性。与传统的刚性机器人相比，软体机器人轻松完成了DARPA的这一挑战，标志着机器人技术的一大突破。

DARPA最早将这一技术应用于生物医学领域。软体机器人在侵入性手术中表现出色，其适应性和精细度使得医生能够在体内进行活动，或者安全地搬运器官和软组织而不造成伤害。这场技术的革命性影响很快将扩展至工业自动化领域。

随着电子商务、先进制造业、食品与农业等行业面临劳动力短缺、客户需求增长以及食品安全标准日益严格的挑战，他们对自动化解决方案的需求日益迫切。由于这些行业的多变性和脆弱性，自动化一直难以大规模应用。但软体机器人的出现为这些问题提供了新的可能。它们可以在复杂的生产环境中灵活适应，处理各种形状和尺寸的物体，大大提高生产效率和质量。软体机器人在食品处理方面的应用也将大大提高食品安全性和质量控制水平。

图片来源：Soft Robotics。这一技术的未来发展潜力巨大，将深刻改变我们的生活和工作方式。在这片全新的学术研究和开发领域中，Whitesides的工作催生了一场科技革命。在2013年，Soft Robotics Inc.以其商业化的先锋力量，将这项技术推向了前所未有的高度。它不仅将机器人技术引入商业领域，更为全球的工业客户解锁了全新的自动化可能。借助专利材料科学和人工智能的完美结合，Soft Robotics Inc.构建了一系列灵活掌握物品的自动化解决方案，犹如人类的手一般精巧。这一创新为机器人自动化带来了革命性的变革，满足了世界的需求，并在每个市场都实现了工业生产力的飞跃。

那么，我们为何需要软体机器人呢？食品加工和包装，尤其是生产和烘焙食品，一直是一个高度依赖手工的过程。在这个过程中，劳动力成本是总产品成本的重要组成部分。历史变迁中的市场状况显示，农产品和其他粮食生产市场的劳动力供应正在显著减少。

无论是加利福尼亚州萨利纳斯移民劳动力的减少，还是英国退欧对劳动力流入的影响，或是澳大利亚新近通过的“背包客”劳工监管障碍，这都是一个全球性的问题。这些问题对世界各地的食品成本和供应产生了直接的影响。随着劳动力的日益稀缺，生产者开始寻求自动化解决方案，以维持生产力并提高其食品生产企业的经济可行性。

与传统的机器人相比，软体机器人具有更大的优势。传统机器人被设计为执行固定的单一任务，但当物品或任务发生变化时（这在食品生产中经常发生），它们需要重新整合和重新编程，这既耗时又耗资。而软体机器人则具有更高的适应性和灵活性，能够轻松应对各种变化，为食品生产和其他领域带来更大的便利和效率。在这个问题面前，不仅食物生产面临挑战，随着消费品需求的增长以及先进制造业和电子商务等行业劳动力的限制，对机器人的灵巧操作能力的要求愈发严格。就连美国也在其2016年的机器人技术报告中强调了“灵活抓握机制”的重要性，将其列为“国家当务之急”。

当前，大多数机器人解决方案仍然受限于硬连接和视觉系统，难以处理柔软、多变的物体，更无法与人类安全交互。传统的机器人制造商试图通过复杂的视觉系统和传感器来模仿人类的手，但Soft Robotics通过材料科学找到了更简洁高效的解决方案。

Soft Robotics技术的设计灵感源于章鱼，打破了传统机器人技术的范式。这项技术催生出一种由聚合物组成的软体机器人执行器，这些聚合物不需要传感器或其他机电设备进行操作。这个系统的计算能力被内置在夹具中，是一种带有微流体通道材料的专有混合物。当启动时，它就像章鱼的触角一样，能够复制人手的抓握和握持能力。

目前，仅有12%的非汽车行业实现了机器人自动化，因为现有的刚性机器人无法解决灵活操纵可变产品和非结构化任务的问题。通过利用柔软和合规材料的特性，我们能够构建一套全新的适应性和灵巧机械手，为劳动力匮乏的行业如食品生产等开辟全新的应用。

要应对21世纪的农业挑战——生产更多粮食以满足不断增长的人口需求，同时面临农村劳动力的减少问题，我们需要推动食品生产的自动化与智能化。据联合国统计，全球人口在上个世纪翻了两番，这使得食品生产的需求更加迫切。而Soft Robotics技术为我们提供了一个强有力的工具，通过其独特的软体机器人执行器，我们能够更有效地进行食品生产，满足人们的需求。随着发展中国家收入的增长，这种趋势正在全球范围内推动粮食需求的飙升，预计到2050年将增长59%至98%。这种需求的增长将重塑农业和食品市场的格局。

面对日益增长的粮食需求，农民们正面临着提高产量的压力。劳动力短缺却成为制约其提高生产力的难题。从2002年至2014年的数据显示，农业劳动力短缺导致的年收入损失高达30亿美元。这一现状对加利福尼亚州的农业产业造成了严重冲击，该州生产的三分之一的美国蔬菜和三分之二的水水果及坚果都受到了影响。据农业劳动力调查和美国农业普查显示，该州在期间失去了近40%的农业劳动力。

解决农业生产力方面的挑战不仅能为世界提供足够的粮食，更能创造就业机会，推动农业经济的发展转型，使其成为出口经济的重要支柱。劳动力短缺和食品安全问题直接影响全球食品的成本和可获得性。而Soft Robotics的技术为新兴行业带来了自动化解决方案，尤其在处理和包装环节。作为全球食品供应链的一部分，我们致力于保障粮食生产者的经济生存能力，确保全球食品市场的稳定供应。

面对这些挑战，我们深知每个人的餐桌都与全球食品产业紧密相连。我们致力于通过技术创新和合作，共同塑造一个更加高效、可持续的全球食品体系。