忠 东/编 译

软体机器人崭露头角

忠 东/编 译

华沙微型机器人依靠可见光运动

最近,波兰研究人员成功研制出一款软体微型机器人。它由液晶弹性体制成，暴露在可见光下时就会变成履带一样，通过收缩推动身体进行移动。研究人员只要控制光源，就能够使其进行不同的操作，如模仿尺蠖或小毛虫沿着平坦的表面爬行、爬上适中的斜坡、钻进狭小空间或者通过小孔等。最不可思议的是，它能移动比自身个头大 10 倍的物体。如果设法在这款机器人身上安装摄像头或者麦克风，它还可用于军事侦察或从事间谍活动。

这款机器人的动力靠液晶弹性体提供，液晶材料在不同相态间的可逆转换，能够为材料带来特殊的力学性能。这款机器人之所以能实现软体变形，在于一道光敏弹性体条纹起了作用。条纹在吸收激光束递送的光能量的同时，有图案的分子排列把能量转换成结构的变化。调制激光束和有图案的弹性体条纹之间的互动可以被操纵，以触发不同的步态。

最近几年，科学家一直在尝试设计软体机器人。他们遇到的最大难题是缩减机器人的体积，尤其是对负责软体机器人运动控制的部分。软体机器人的模型大多来自于像鱿鱼、海星和蠕虫等自然界的软体生物，用3D打印这种最简单的方法来制作。与刚性机器人不同，它们用的主要是柔性的材料，而不是传统的刚性连接器和外壳，制造起来并不昂贵。

从理论上讲，软体机器人可以移动比自身质量大100倍的物体。它的运动原理和驱动方式也很特殊，不像现有的大多数机器人需要使用复杂的电动或气压传动装置驱动，而是模仿人或者动物的肌肉来做动作，或者利用温度、空气或者光照等方式，使得液晶弹性体发生结构变化，进行相对简单的运动。

软体微型机器人可摆放在手指上

类章鱼全自动软体机器人

哈佛类章鱼机器人通过液体化学反应活动

美国哈佛大学的一个研究团队最近开发出一款全自动软体机器人。它全部使用柔性材料硅橡胶，只有一个手掌那么大，模样和行动方式酷似章鱼，因此名叫Octobot(类章鱼，源于章鱼“octopus”)。这款机器人可以用3D打印机制作。因为造价低，一个还不到3美元，所以研究人员一次性地生产了300台。

类章鱼软体机器人和我们想象的完全不一样，柔软像橡皮泥。这点很重要，因为如果坚硬的机器和柔软的人体相撞，将会产生严重后果。它们通过液体化学反应产生的气体压强变化实现自主运动，不需要机械或电力，因此身上没有电线，也不需要用电池。“手臂”能够随着液体的流动而移动，做出一系列动作。这款机器人非常灵活，适应性很强，可以轻而易举地穿过缝隙和狭小的空间，适用于救援工作。

5年前，同样也是这个研究团队发明了一款半柔性机器人，用常规的泵阀系统和电缆连接器来驱动和连接。

虽然到目前为止该软体机器人还很不完善，暂时只会在原地摇动几下，连一张桌子也爬不上去，但是仍被其他机器人专家看好。

作为一种新型柔性机器人，软体机器人能够弯曲、扭转和抓起比自身重的物体。特别是在低强度挤压时，它表现出刚性机器人一般难以达到的灵活能力。它具有很多优势。例如，能够更好地适应各种环境，受到外界冲击后也不会产生大的伤害，计算能力胜过刚性机器人，可以用成本低得

多的3D打印等方式来生产。特别值得一提的是，它能够凭借柔韧性，从事一些刚性机器人不能做的事情，在空间狭小、异常的环境里完成较为困难甚至危险性很大的复杂任务。在地震或洪涝灾害发生时，它能钻进人或其他机器人根本无法抵达的狭小空间，匍匐前行参与救援行动。如果房屋倒塌，机器人出现意外也不必太在意，因为它的成本不是很高。

模样和行动方式酷似章鱼