什么是软体机器人？

UFO爱好者

　　对于机器人，我们都已不再陌生。不管是成果迭出的机器人比赛，还是形形色色的以机器人为主角的文艺作品，我们对机器人的陌生感逐渐降低。随着科技的发展，机器人也不断推陈出新，出现了不少有意思、有创新的种类。
　　我国科学家研制出一种身段柔软灵活的机器人，它的个子虽小，仅有2厘米长、0.3克重，但是其功能却让人大开眼界，能在人们的指示下前往既定目标，以小小的身躯承担重物，翻阅陡坡，无论是在严寒还是酷暑中都能正常使用。
　　这种迷你的软体机器人正以其极强的综合性能受到广泛关注，人们期盼着未来它可以在废墟狭缝、生物体内完成各种复杂作业，它的面世也唤起了人们对软体机器人的好奇，它与传统的刚性机器人之间有着怎样的区别呢？
　　


　　机器人是指有独立的自动控制系统、可以改变工作程序和编程、模仿人体某些器官的功能，并能完成某些操作或移动作业的机器。它们的出现可以代替人们的工作，在恶劣的自然环境或枯燥的重复性劳作中发挥作用。但是，很多时候，传统的刚性机器人的应用情景有限，因此科学家们将目光转向软体动物，从它们的运动特性上攫取灵感，制造出具有更大自由度和变形能力的软体机器人。制造软体机器人首先以自然界的软体动物为原型，模仿自然界中的生物软体结构设计，章鱼、象鼻、尺蠖、水蛭等动物的仿生软体机器人先后被成功研制出来。其次就是制作材料，软体机器人由可产生大应变的柔软弹性材料制成，并依靠自身形状在空间上的连续变化来实现运动，其驱动方式主要有依靠形状记忆合金驱动、气动—液压驱动、电活性聚合物驱动、电机一钢丝绳驱动、化学驱动几种方式。
　　


　　作为一种全新的机器人，软体机器人的优点很明显，如质量轻、对目标形状的适应能力强、与环境接触碰撞力小等优点，它可以变形、挤压，能够缩成一个小团再恢复原形，能够钻进非常狭小的空间里，还可以在粗糙的表面上前进，能够绕过不规则的障碍物，能够沿着绳子爬行等等。种种强大的本领使得软体机器人在使用过程中具有天然的低风险性，特别适宜在空间无人状态下使用。在医疗救援方面，软体机器人的应用前景很广阔，它们可以在狭小的空间找寻伤者，帮助救援。
　　目前，人们还在探寻更多关于软体机器人的应用可能，如在太空中的运用，科学家们希望依靠软体机器人实现针对空间碎片、废弃卫星等空间目标的捕获，发挥其在狭窄空间操作的长处，在航天器内部设备维护、空间站舱内操作等任务中解决难题，利用大尺寸软体机器人实现空间设施的长距离搬运。
　　总的来说，软体机器人是一种科技含量高、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使机器人进行更简单的高效运动。近年来，软体机器人研究与开发作为一个新兴的领域，也越来越受到关注，也许未来我们在生活中的方方面面都可以看到软体机器人的作用。
　　本文由北京航空航天大学生物与医学工程学院刘文勇副教授进行科学性把关。   
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                                        科普中国-科学原理一点通
                                        2021-08-27