中科大自主研發(fā)“軟體機(jī)器人手臂”，研發(fā)靈感來(lái)自“象鼻” 靈活且有力；圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)，侵刪
軟體機(jī)器人和傳統(tǒng)機(jī)器人有何不同？
材料
軟體機(jī)器人的材料主要是柔性的材料，而不是傳統(tǒng)的剛性連接器和外殼，最簡(jiǎn)單的方法就是用3D打印的方式來(lái)制作。
驅(qū)動(dòng)方式
理論上講，軟體機(jī)器人可以移動(dòng)比自身重量大100倍的物體，所以其運(yùn)動(dòng)原理也很特殊，整個(gè)機(jī)器人并不需要用傳統(tǒng)的馬達(dá)等動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)，目前研究機(jī)構(gòu)主要有兩個(gè)方向：第一個(gè)方法是模仿人或者動(dòng)物的肌肉來(lái)做動(dòng)作，第二種就是利用環(huán)境的變化來(lái)獲取動(dòng)力，如溫度、空氣以及光照等方式。
軟體機(jī)器人相比剛性機(jī)器人有很多優(yōu)勢(shì)，它可以更好適應(yīng)各種環(huán)境，受到外界沖擊后也不會(huì)產(chǎn)生大的傷害，在空間狹小、非結(jié)構(gòu)下的環(huán)境下都可以完成復(fù)雜的任務(wù)，例如醫(yī)療、軍事及探測(cè)領(lǐng)域。另外，其材料可以用3D打印等方式來(lái)生產(chǎn)，成本也比剛性機(jī)器人要低得多。還有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，軟體機(jī)器人比剛性機(jī)器人擁有更強(qiáng)的計(jì)算能力，其重要性不亞于液態(tài)金屬機(jī)器人。
形態(tài)控制
因?yàn)檐涹w機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和材料是非線性的，且擁有多自由度，這導(dǎo)致了機(jī)器人的動(dòng)作任務(wù)比剛性機(jī)器人更加復(fù)雜，這對(duì)算法的要求非常高。目前，形態(tài)計(jì)算是一個(gè)研究方向，它能實(shí)現(xiàn)多樣的物理模型。可以這么理解，形態(tài)計(jì)算就是機(jī)器人的身體可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算任務(wù)，不需要外部算法。
軟體機(jī)器人的應(yīng)用前景
作為一種全新的機(jī)器人，軟體機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)很明顯，如質(zhì)量輕、對(duì)目標(biāo)形狀的適應(yīng)能力強(qiáng)、與環(huán)境接觸碰撞力小等優(yōu)點(diǎn)，它可以變形、擠壓，能夠縮成一個(gè)小團(tuán)再恢復(fù)原形，能夠鉆進(jìn)非常狹小的空間里，還可以在粗糙的表面上前進(jìn)，能夠繞過(guò)不規(guī)則的障礙物，能夠沿著繩子爬行等等。種種強(qiáng)大的本領(lǐng)使得軟體機(jī)器人在使用過(guò)程中具有天然的低風(fēng)險(xiǎn)性，特別適宜在空間無(wú)人狀態(tài)下使用。在醫(yī)療救援方面，軟體機(jī)器人的應(yīng)用前景很廣闊，它們可以在狹小的空間找尋傷者，幫助救援。
目前，人們還在探尋更多關(guān)于軟體機(jī)器人的應(yīng)用可能，如在太空中的運(yùn)用，科學(xué)家們希望依靠軟體機(jī)器人實(shí)現(xiàn)針對(duì)空間碎片、廢棄衛(wèi)星等空間目標(biāo)的捕獲，發(fā)揮其在狹窄空間操作的長(zhǎng)處，在航天器內(nèi)部設(shè)備維護(hù)、空間站艙內(nèi)操作等任務(wù)中解決難題，利用大尺寸軟體機(jī)器人實(shí)現(xiàn)空間設(shè)施的長(zhǎng)距離搬運(yùn)。
總的來(lái)說(shuō)，軟體機(jī)器人是一種科技含量高、前景良好的創(chuàng)新型機(jī)器人，它以材料科學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)和控制科學(xué)為基礎(chǔ)，利用軟體材料的物理特性使機(jī)器人進(jìn)行更簡(jiǎn)單的高效運(yùn)動(dòng)。近年來(lái)，軟體機(jī)器人研究與開(kāi)發(fā)作為一個(gè)新興的領(lǐng)域，也越來(lái)越受到關(guān)注，也許未來(lái)我們?cè)谏钪械姆椒矫婷娑伎梢钥吹杰涹w機(jī)器人的作用。
總結(jié)
根據(jù)IFR（國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)）發(fā)布報(bào)告顯示：現(xiàn)有工業(yè)行業(yè)只解決了大約3%-4%規(guī)則、剛性物品的自動(dòng)化搬運(yùn)問(wèn)題，剩余約96%柔性、異形、易損產(chǎn)品仍需要人工搬運(yùn)。源自軟體動(dòng)物仿生的軟體機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)，為上述難題帶來(lái)了解決方案。軟體機(jī)器人技術(shù)可以用更合理成本實(shí)現(xiàn)如食品、農(nóng)產(chǎn)品、異形工件安全無(wú)損抓取和搬運(yùn)，將全球機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用推向更廣闊場(chǎng)景。
從技術(shù)本身來(lái)看，軟體機(jī)器人的柔性，對(duì)傳統(tǒng)剛性機(jī)器人技術(shù)是一種顛覆和沖擊。傳統(tǒng)剛性?shī)A爪受目標(biāo)工件形狀、尺寸、柔軟度等因素制約，無(wú)法滿足部分企業(yè)自動(dòng)化升級(jí)的需求，市場(chǎng)對(duì)軟體機(jī)器人的呼聲進(jìn)一步擴(kuò)大，軟體機(jī)器人細(xì)分市場(chǎng)也迎來(lái)了新的拐點(diǎn)。
