【儀表網(wǎng) 儀表下游】現(xiàn)實(shí)中的機(jī)器人總是以“鋼筋鐵骨”示人，骨骼外露的形象雖然讓人感覺(jué)機(jī)械感十足，但卻與人們理想中的機(jī)器人樣子相去甚遠(yuǎn)。鑒于此，本世紀(jì)以來(lái)人們開(kāi)始關(guān)注對(duì)更具彈性、可塑性和安全性產(chǎn)品的打造，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人剛?cè)岵?jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。在這樣的背景下，軟體機(jī)器人日漸出現(xiàn)在人們視野之中。
 

　　相比于剛性機(jī)器人，軟體機(jī)器人具備多種優(yōu)勢(shì)。其不僅能夠完成爬陡坡、鉆狹小空間等多種特殊任務(wù)，而且還能以“四兩撥千斤”的功力移動(dòng)遠(yuǎn)大于自身的物體。柔性化、靈活性外加強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)性與人體親和度，讓其在醫(yī)療、軍事、探測(cè)、工業(yè)等領(lǐng)域都能擁有極為重要的應(yīng)用。
 

　　另外在成本方面，由于軟體機(jī)器人材料能夠依靠3D打印技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，因此也比剛性機(jī)器人低廉很多。同時(shí)在計(jì)算能力上，軟體機(jī)器人也比剛性機(jī)器人更加強(qiáng)大。目前，雖然軟體機(jī)器人仍是機(jī)器人領(lǐng)域的非主流，研發(fā)應(yīng)用也還處于萌芽階段，但可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)軟體機(jī)器人的發(fā)展并不會(huì)比剛性機(jī)器人差多少。
 

　　那么今年以來(lái)，軟體機(jī)器人在范圍內(nèi)又取得了哪些研發(fā)新進(jìn)展與新成果呢？接下來(lái)就讓我們一起來(lái)看看吧！
 

　　一扭一扭又一扭，負(fù)重爬壁有一手
 

　　今年年初，上海交通大學(xué)在《Science Robotics》上發(fā)表了一篇論文，表示其與麻省理工學(xué)院共同研發(fā)出了一款能夠爬壁的軟體機(jī)器人。據(jù)了解，該機(jī)器人總重量只有2g，身長(zhǎng)85mm，主要由介電彈性體人工肌肉和靜電吸附腳掌構(gòu)成，具有與生物體類(lèi)似的垂直爬壁、水平爬行、原地轉(zhuǎn)彎能力和敏捷的環(huán)境適應(yīng)運(yùn)動(dòng)能力。而且，其還可以在攜帶一定重物完成爬壁，以及與多個(gè)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)。
 

　　可拉伸的軟神經(jīng)，專(zhuān)為殘疾人而生
 

　　通過(guò)對(duì)蠕蟲(chóng)等軟體動(dòng)物的深刻理解與研究，來(lái)自美國(guó)和中國(guó)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種機(jī)器人設(shè)備，該機(jī)器人設(shè)備包含具有神經(jīng)功能的可拉伸晶體管。據(jù)研究人員表示，這種柔軟的神經(jīng)機(jī)器人配備了神經(jīng)系統(tǒng)的觸覺(jué)感覺(jué)皮膚，可以感知與外部環(huán)境的相互作用并做出相應(yīng)的反應(yīng)，未來(lái)有望在殘疾人的康復(fù)應(yīng)用中展現(xiàn)出良好價(jià)值。
 

　　模仿植物觸須，這個(gè)機(jī)器人想生長(zhǎng)
 

　　來(lái)自意大利技術(shù)研究院的研究人員向我們展示了世界上個(gè)模仿植物卷須的軟機(jī)器人，為軟體機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)研發(fā)帶來(lái)了全新的思路。這款機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)靈感完全來(lái)自于植物中的水運(yùn)輸，也完全模仿了植物水分運(yùn)輸?shù)脑恚淠軌蛳裰参镆粯舆M(jìn)行簡(jiǎn)單的卷曲和攀爬。目前，這個(gè)機(jī)器人智能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，但未來(lái)隨著仿生技術(shù)的不斷突破，有望實(shí)現(xiàn)其像真正的攀緣植物一樣“生長(zhǎng)”。
 

　　微型軟體機(jī)器人，借磁場(chǎng)隔空操縱
 

　　麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系教授趙選賀團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種3D打印的小型軟體“機(jī)器人”，可被磁場(chǎng)操縱，有望應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。這種“機(jī)器人”實(shí)際是一種形似雪花片的3D打印結(jié)構(gòu)，完全伸展開(kāi)大直徑約4厘米。在磁場(chǎng)操縱下，它能爬行、打滾、跳躍，能迅速收縮以抓住滾過(guò)的小球，還能裹住藥片在桌面上移動(dòng)。據(jù)悉，趙選賀團(tuán)隊(duì)使用摻有磁性粒子的3D打印墨水，并在3D打印機(jī)噴嘴上安裝電磁鐵，在打印過(guò)程中控制磁性粒子的方向，制造出了這種可在外部磁場(chǎng)操縱下立刻發(fā)生精細(xì)變形的構(gòu)造。
 

　　這條膠帶成精了，仿尺蠖實(shí)現(xiàn)爬行
 

　　多倫多大學(xué) “材料科學(xué)工程部” 的Hani Naguib教授及其小組提出了一種新型的智能材料并制造了一只軟體機(jī)器人“尺蠖”(讀音huo)。這個(gè)機(jī)器人的外表平平無(wú)奇，看起來(lái)如同一片黑色的膠帶，有著四只銅腳。但你可不能小瞧它，借助神奇的“智能材料”技術(shù)，間斷性的通電就可以實(shí)現(xiàn)尺蠖的爬行運(yùn)動(dòng)。
 

　　神奇紙片機(jī)器人，預(yù)熱能夠變形
 

　　哈佛大學(xué)Wyss研究學(xué)院展示出了他們所發(fā)明的一款可以折疊的軟體機(jī)器人Rollbot。它看起來(lái)像張小卡片，但只要把它放在桌子上它就能自動(dòng)的卷成五角輪往前跑。據(jù)悉，它的材質(zhì)是一種叫液晶彈性體的活性材料，這種材料大的特點(diǎn)就是預(yù)熱能夠改變形狀，在溫度達(dá)到200攝氏度的平板上就可以運(yùn)動(dòng)起來(lái)。
 

　　靈感來(lái)自變色龍，可高速捕捉昆蟲(chóng)
 

　　來(lái)自普渡大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種全新的軟體機(jī)器人和驅(qū)動(dòng)器，能夠利用存儲(chǔ)的彈性能量重新創(chuàng)建生物啟發(fā)的高功率和高速運(yùn)動(dòng)。這些機(jī)器人是用類(lèi)似于橡皮筋的可拉伸聚合物制造的，其內(nèi)部氣動(dòng)通道在加壓時(shí)可迅速膨脹。據(jù)悉，該軟體機(jī)器人的彈性能量通過(guò)在制造過(guò)程中按照自然原理向一個(gè)或多個(gè)方向拉伸身體來(lái)積蓄，其與變色龍的舌頭襲擊類(lèi)似，一個(gè)預(yù)應(yīng)力氣動(dòng)軟體機(jī)器人能夠?qū)⒆约旱拈L(zhǎng)度擴(kuò)大5倍來(lái)捕捉一只活的飛行甲蟲(chóng)，并在120毫秒內(nèi)將其取回。
 

　　液滴遇上柔性電子，輕松實(shí)現(xiàn)72變
 

　　受自然界水母、輪蟲(chóng)等腔腸動(dòng)物和浮游生物的啟發(fā)，天津大學(xué)精儀學(xué)院黃顯教授團(tuán)隊(duì)利用液滴的柔軟無(wú)定形特性和柔性電子器件的超薄柔軟特性，構(gòu)建了一種全新的“智能液滴”——液態(tài)全柔性智能機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了軟體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)載體和功能測(cè)量器件的全柔性化和可編程控制。研究人員表示，該機(jī)器人未來(lái)有望進(jìn)入人體，成為能檢測(cè)治療的“血管醫(yī)生”。
 

　　結(jié)語(yǔ)：
 

　　軟體機(jī)器人的發(fā)展是機(jī)器人前進(jìn)的一個(gè)必然趨勢(shì)。依托軟體機(jī)器人的多種優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，未來(lái)軟體機(jī)器人和基于柔性化技術(shù)的仿生機(jī)器人將迎來(lái)快速發(fā)展。不過(guò)，軟體機(jī)器人的發(fā)展并不會(huì)完全取代剛性機(jī)器人，以后剛?cè)岵?jì)、軟硬兼施或許才是機(jī)器人發(fā)展的必由之路。兩者缺一不可，我們還需協(xié)調(diào)努力。