软体机器人

软体机器人科学家们从自然界汲取灵感，创造出远比那些传统的金属制同类更加灵活和多功能的机器人。

美国哈佛大学的科学家们制造了一种新型柔韧机器人，它的身子非常柔软，可以像蠕虫一样依靠蠕动在非常狭窄的空间里活动。这个哈佛大学科研小组由化学家乔治 怀特塞兹(George M. Whitesides)率领，他们从鱿鱼，海星和其它没有坚硬骨骼的动物身上获得启发，研制了一种小型的，有四条腿的橡皮机器人。

2016年，据Technology Review报道，哈佛研究人员通过巧妙的设计，研发了世界首款能够自主移动的全软体机器人“Octobot”。哈佛研究人员表示Octobot是首款完全独立的软体机器人，没有硬电子元件，没有电池或计算机芯片，并且也不需要连接到计算机就可以自主移动。^[3]

2021年6月，中国研发出的软体机器人在太平洋马里亚纳海沟完成测试，成功突破了万米级深潜，刷新了世界纪录。^[1]

2021年12月，施普林格·自然旗下学术期刊《自然-通讯》发表一篇中国科研团队完成的机器人学研究论文，报告研发出一个无腿的软体机器人，可进行快速、持续的可控跳跃。这项研究提供了一种新方法，可在绳系模型机器人中产生敏捷的多模态运动。

该机器人1克重、6.5厘米长，具有能朝前跳跃的内部结构，由灵活的、电力驱动的液体再分配来提供动力。能跳到自身身高的7.68倍高度，每秒能持续向前跳跃体长的6倍距离。这个机器人能越过的障碍包括陡坡、电线、堆积的砾石和不同形状立方体。通过联结两种制动器(使机器人运动的组件)，这个机器人能够以每秒138.4度的速度可控地跳跃。^[4]

制造软体机器人使用的是怀特赛德斯团队发明的软光刻技术。其生产过程是：借助电子元件让光照射模具的表面，致使覆盖在图案上一层薄薄的高分子膜曝光，以此溶解没有图案的区域。怀特赛德斯说：“这是一个非常成功的技术，它具有很高的分辨率，相当小巧，但在批量化生产之前成本比较昂贵。”

软光刻技术是以柔软聚合物模具为载体，这是一个相对比较简单的制造过程。怀特赛德斯说：“我们可以使用平整的表面进行投射或输出，也可以封住凹面以形成通道。”借助微流体技术作用于通道，从注入空气到产生运动，怀特赛德斯团队的设计概念得到来提升：“考虑到通道的结构和空气泵，这意味着它的弯曲可以成为软体机器人的一个特性。”

软体机器人传统主流机器人是采用金属和其他硬质材料制造，装载连接电子仪器和元件。它们可以制造汽车、携带较重的物体装置，甚至拆卸炸弹，在一些特殊环境中，机器人的柔体结构是至关重要的。

工程师现在从自然角度来考虑设计机器人，例如：基于昆虫、鸟类、蛇、鱼，甚至狗的特征，来设计机器人模型。科学家已成功研制出空气动力橡胶机器人，遇到障碍物时能够像蛇一样伸缩起伏身体。

这种新型柔体机器人可采用合成纸质材料、纤维织物和金属丝增强结构，具有硅胶外形。当它们模塑成型之后，该机器人与复杂的压缩气体源进行连接，例如：空气注射泵。

软体机器人软体机器人具有一些特殊的折叠效果，使用正确的方法可以折叠，在适当的地点粘合。研究小组还使用汽缸来抽吸空气至球体、管状结构，来作为“刚硬”管材。未来研究人员希望在软体机器人的基础上增加配线和电子组件，从而使它更具功能性。

军方对这种机器人颇感兴趣，认为它们可作为武器或者间谍装置，但除了应用于军事战场之外，研究人员还计划将这种软体机器人的体积进行缩小。大体上，科学家可以按比例将软体机器人缩小至显微等级或者纳米等级，当然它们不可能做硬质材料机器人的工作。