刘佳鹏， 王江北， 丁 烨， 费燕琼

(上海交通大学 机器人研究所， 上海 200240)

软体机器人主要由柔韧性强的材料组成，相比于刚体机器人可以更为轻松地实现膨胀、弯曲、扭转等动作，在探测、侦察和医疗等方面具有巨大的应用潜力[1-2].关于软体机器人的研究涉及到多个方面，但对软体机器人自重构方法的研究还处于初始阶段.Germann等[3]提出一种基于电吸附的柔性连接结构，但其吸附力较小，只能用于轻型模块的相互连接.Kwok等[4]设计了一种可重构软执行器，用嵌入的磁铁实现自对准矫正，可以用于装配混合六足机器人.这种机器人能够完成不同的任务，例如远程组装以及其执行机构的拆卸.Nemitz等[5]提出一种由音圈驱动的模块化蠕虫机器人，其不需要外部的气压驱动系统，每个软体模块可以独立驱动进行扩张和收缩运动，软体机器人通过永磁铁连接各个软体模块，可以完成蠕动前进、声音输入输出等功能.Vergara等[6]设计的软体立方体软体模块利用永磁铁进行对接，通过单个软体模块的膨胀和收缩实现特定排列位置下的自重构.Zou等[7]设计的可重构软体机器人同样也依靠永磁铁进行软体模块间的对接，使软体机器人实现平面运动和自动组合等功能，但该设计无法实现软体模块的自动分离.

实际上，对于刚体机器人的模块化研究早于软体机器人.传统的刚体模块化机器人与环境为刚性接触，易对环境或模块单元造成破坏，环境友好性较低.相……