在动画《超能陆战队》里，一个名为大白的机器人成功骗走了观众们的眼泪。靠着柔软的身体，身为机器人的大白也可以给主角带来温暖的拥抱。随着科技的发展，现实中的软体机器人正慢慢成熟，未来的机器人也能像电影作品里一样变得“温柔”。

目前，绝大多数机器人都是基于金属制造的刚性结构，这一类机器人寿命长、比较稳定，制造门槛也越来越低。而在深海、洞穴、高山等恶劣环境下，刚性机器人很难灵活适应特殊情况，在压力下材质就会变形。之前，浙江大学、之江实验室的科研团队及其合作者开发了一种能用于深海探测的无线自供能软体机器人，他们通过在马里亚纳海沟最深10900米处和南海最深3224米处进行实际测试，验证了这种机器人具有极好的耐压和游泳性能。

“柔软”的关键是材料

想要把机器人变得“柔软”，首先就要在材料上入手。早期，软体机器人 大多选择硅胶材质浇筑而成，在上世纪80年代末期，日本冈山大学软体机器人实验室成功研制一种硅胶机械手，该机械手利用气体压缩的原理进行机械驱动，可以进行简单的抓取操作，开创了柔性机器手的先河。

到了2011年，哈佛大学著名化学家George M. Whitesides（乔治·怀特塞兹）带领的研究小组从乌贼、海星以及其它无脊椎动物获得启发，研制了一种有四只“脚”的小型软体机器人，这种机器人可以像蠕虫一样在非常狭窄的空间里进行活动。这项发明结合了前几代软体机器人的特点，可以准确抓取各类产品。这项发明，成功登上了当年的《科学》杂志，也基本奠定了软体机器人的发展路线。

此后，软体机器人的材料主要是在硅胶材质的基础上进行改进。例如意大利Biorotics团队就在硅胶材质的技术上加入了沥青、纤维稳定剂、矿粉和少量的细集料组成了全新的SMA（Stone Matrix Asphalt）结构，增加了柔性触手的抓取力。另外一些研究团队将聚乳酸、聚酯等材质运用在机器人上，从而延长寿命。

驱动器赋予机器人能动性

机器人之所以能动，需要依靠驱动器。但目前软体机器人的体内依然是刚性驱动器。这就导致如今的软体机器人更像是“披着硅胶的刚性机器人”。如果想制作真正的“全软体机器人”，那么需要着手改进机器人的驱动器。科学家们给出的解决方案很多，目前最主流的方法是依靠流体物理学的基本规则，给软体机器人创建执行器。

2016年，来自哈佛大学仿生机器人实验室Wehner团队自主研发的软体机器人Octobot成功登上《Nature》杂志，该机器人利用流体驱动的方式前行，动力全靠化学反应，全身上下没有一处刚性材料。这种奇特的思路不同于以往的固体或是液体驱动，更符合软体机器人的特点。

就在近期，普林斯顿大学化学与生物工程系的团队再次将流体驱动的方式完善，创立一种“吹气球”似的泡泡铸造技术。简单来说，就是在制造过程中，使用管状物或螺旋状物将空气泵入液态聚合物中。通过控制相关因素，例如涂在模具上的弹性体的厚度、弹性体沉降到底部的速度、以及液态聚合物固化所需的时间等，从而控制机器人的动作。

虽然这种结构远远称不上机器人，但它给软体机器人的建造带来了新思路，完全可以取代刚性驱动器，并且其几乎0成本的锻造技术可以大大降低制造成本。

探底马里亚纳海沟的软体机器人

我国科研团队设计开发的这款软体机器人，灵感来自钝口拟狮子鱼。早在2014年，科学家就在马里亚纳海沟中约7000米处深度捕获到了这种鱼类，据了解，钝口拟狮子鱼还创下了一项人类拍到活体鱼类的最深纪录--8178米。受此深海狮子鱼启发，科研团队开展跨学科交叉研究，采用“以柔克刚”的策略，突破性地提出机电系统软、硬共融的压力适应原理，研制出了一种全新的深海软体机器人。该软体机器人摆脱了厚重的外壳，外表酷似一只深海狮子鱼。

该软体机器人采用软质有机硅材料作为主要躯干，将控制电路、电池等各种精密的电子元件均匀分散到柔软的硅树脂基体中，优化了高压环境下机器人体内的受力情况。同时，采用了电驱动的鱼鳍状仿生推进翼，通过节律性地拍动推进翼让机器人在海中前进。

该软体机器人身长22 厘米，展翅28厘米，大约为一张A4纸的长宽。配有电力和控制电子设备，包括锂离子电池、高压放大器、红外接收器、放电电阻器和芯片。内置的2500毫安锂离子电池作为能量来源，通过高压放大器对电源电压进行放大后，输出周期性电压，驱动人工肌肉变形进行扑翼运动，在充满电的情况下，机器人的续航时间可达45分钟。

2019年12月，软体机器人在马里亚纳海沟随深海着陆器下潜坐底10900米，并首次成功实现了深海电驱动。在2020年7月我国南海的海试试验中，软体机器人由无人潜水器携带到3224米的深度后，按预设程序成功实现了自由游动。

随着技术上成熟，关于软体机器人的商业化进程也被提上日程，大批软体机器人制造商如雨后春笋般出现。例如脱胎自北航的北京软体机器人科技有限公司（SRT），目前已经成长为中国软体机器人的代表企业。旗下的柔性夹爪-N系列产品在精度、寿命等做到全球领先水平，解决了工业领域异形易损物品的抓取搬运难题。

柔性夹爪的抓取，适用于食品、汽车、日化、医疗、3C电子等诸多领域，可集成至智能装配、自动分拣、物流仓储和食品加工流水线，也可作为科研实验设备、智能娱 乐设备或服务型机器人的功能性配件，是要求实现智能、无伤、高安全性、高适应性抓取动作客户的理想选择。

文章来源： 科普吉林，镁客网，中国机器人网官方账号