軟體機器人研發專家的科研日常

機器人只能由固態金屬或塑料制成嗎？機器人能像章魚或水母那樣柔軟、靈活嗎？軟體機器人就是這樣神奇的機器人，它由柔性材料制成，可以變換形狀。那么，軟體機器人研發專家的科研日常又是怎樣的呢？

讓機器人變得更柔軟

軟體機器人最大的特點是柔軟，它能像動物一樣蠕動、爬行、游泳，所以在探索復雜環境時有得天獨厚的優勢。其次，在交互方面，軟體機器人更加安全，不會因為堅硬的外殼對人類造成傷害。

雖然軟體機器人結構相對簡單，但是由于其材料的特殊性，剛性機器人的制作、操控方法并不適用。選擇何種柔性材料、如何設計驅動機制并精確控制它的運動軌跡，都是我們要攻克的難題。

我們將新型柔性材料——高分子聚合物、生物材料等，應用到軟體機器人領域，使其兼具柔軟度與耐久性；設計了氣壓驅動、電磁驅動、形狀記憶合金驅動等各種智能驅動機制；開發了多種新的控制算法，使軟體機器人能夠根據外部環境調整運動軌跡和速度。

研發軟體機器人的好幫手

在軟體機器人研發中，3D、4D打印技術與智能材料功不可沒。

4D打印技術是3D打印技術的延伸，指打印出來的結構能夠在外界刺激下發生形狀或者結構的改變。

智能材料是4D打印技術應用的一類新型仿生材料，具有可被程序控制、實現特定功能的特性。

將智能材料與3D、4D打印技術相結合，可以研發出結構、功能一體的軟體機器人。

我們利用4D打印技術設計并制作了多種新型軟體夾持器，并進一步將磁流變效應（在磁場中通過某種方式，影響物質流動的能力）引入到軟體機器人夾持器抓取程序，在一定程度上解決了因軟體機器人材料柔軟產生的穩定性差、可夾取重量輕的問題。

流變機器人——可自由變形的“戰士”

我們的腳步沒有停下……

“如何從現有的軟體機器人研發技術出發，創新出實用的液體機器人？”我們在科研過程中產生了這樣的思考。

在查閱大量相關資料后，我們受到原生動物門動物（最原始、最簡單、最低等的生物）的啟發，提出了一個原創科學概念——流變機器人（Rheobot）。這類機器人的仿生對象是單細胞生物，具有變化剛度的能力，可無限變形和自我修復。

流變機器人概念的提出，打破了人們對軟體機器人就是利用柔性材料、模仿章魚等生物身體柔軟性的刻板印象。在未來，軟體機器人有望實現科幻電影所描述的液體機器人的強大功能。

現在的探索 未來的觸手

在醫療領域，軟體機器人能夠適應人體各種復雜位置，可用于手術輔助、輔助治療和康復訓練；在制造領域，軟體機器人能夠模仿生物行為，實現柔性抓取和靈活定位，提高生產效率和產品質量；在軍事領域，軟體機器人可用于偵察、搜救和攻擊等任務，極大提高作戰效率和生存能力。

代碼與創意交織，機械與柔軟共存。讓我們同軟體機器人一起，共同探索未知的領域，用科技的力量創造出更加智能、有趣的未來。

（責任編輯 / 王佳璇 美術編輯 / 胡美巖）