30多年前，剪刀手爱德华说“如果我没有刀，我就无法保护你。如果我有刀，我就无法拥抱你””感动了无数人。几十年后，“我长成这样是为了让人们看起来更喜欢拥抱。”大白又把我们骗走了。纵观机器人发展史，影视作品中机器人的温情始终离不开现实世界中机器人发展格局的变化。从自动机械装置到软体机器人，科技背后多了一份柔情，机器人开始走向“柔”。科技源于生活，服务于生活。自公元前4世纪以来，古希腊哲学家亚里士多德就对壁虎高超的攀爬能力感到“困惑”，其高超的攀爬能力成为科学研究者关注的焦点。研究对象。后来通过实验发现，每只壁虎脚上都有数百万根细毛。除了能够插入最光滑的表面之外，这些脚毛尖端的大小和形状也大大增加了壁虎在攀爬时的附着力。力量。正是这种超强的附着力，让壁虎能够以每秒一米的高速爬上垂直的抛光玻璃表面，并“只靠一根手指”将整个身体牢牢地挂在墙上或倒挂在墙上天花板。壁虎的“绝技”和蚯蚓、章鱼、水母等软体动物的灵活，为科学家们创造出更敏捷、危险性更小、多功能的软体机器人带来了无限灵感。一段科技源于生活、服务于生活的故事就此拉开序幕。1989年，日本冈山大学软体机器人实验室完成了软体机器人的早期制造，即小型柔性机械手。机械手采用白色硅胶材质，利用气体压缩原理进行机械驱动。具有屈、伸、内收、外展、内旋、外旋、圆周旋转7个自由度。它类似于人的手。它还可以通过控制抓取力来完成易碎物品的基本抓取动作。软体机械手的成功，也代表了采用硅胶材料和气动驱动方式的局部化软体机器人的首次“实现”。2007年，美国国防高级研究计划局整合应用化学、材料科学和机器人学，开发出化学机器人ChemBot。它的超弹性外皮由许多细胞状隔室组成。在正常情况下，ChemBot可以通过气体填充其皮肤的每个细胞室来充气，从而改变ChemBot的整体形状。必要时，可以利用“变形”特性，将ChemBot挤入人类无法进入的各种狭窄空间，代替人类完成各种任务。ChemBot的出现，成功开拓了软体机器人在探索领域的应用，但距离传统概念中可以自由移动的机器人还有很大距离。2011年，哈佛大学化学家GeorgeM.Whitesides领导的研究小组受乌贼、海星和其他无脊椎动物的启发，开发了一种小型四足动物。软体机器人，通过“脚”的应用，可以让这种机器人在非常狭窄的空间里像蠕虫一样移动。这种机器人结合了前几代软体机器人的特点。它不仅可以准确地抓取各种形状的水果、筛选食物，还可以抓取刺眼的仙人掌。它成功地降低了人为操作的危险，而根本不会损坏抓取的物体。随后几年，软体机器人的出现趋于稳定。2014年，哈佛大学自主研发了一款类海星软体机器人，它由高弹性硅胶材料制成，由电动空气压缩机提供动力。通过材料和动力的升级，海星软体机器人可以完成长达两个小时的自主作业，能够承受高强度冲击、翻滚等，甚至具备在严寒天气等恶劣条件下工作的能力，强风、水坑和火焰。能力。无独有偶，同年，中国科学家也开始“萌生”对软体机器人的思考。SRT软体机器人CEO高少龙在其之前任职的北航成立了“仿生软体机器人实验室”，中国在这场机器人革命中牢牢跟上了软体机器人发展的快车。2015年，意大利生物机器人研究所设计了仿生章鱼。这种软体机器人在成型材料和驱动方式上取得了突破。它利用包裹在硅胶中的网状SMA结构进行耦合变形，从而获得抓取触手的力量。机器人触手的爬行和游泳是由曲柄摇杆机构驱动的。最近在成型材料和驱动方法方面的突破为全软机器人的出现带来了催化剂。从局部到整体，软体机器人的优化正在进行中。2016年，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在《Nature》杂志上成功发表，再次引起学术界的广泛关注。Octobot是世界上第一个公认的全软机器人。其基板采用3D打印技术制成。它通过化学反应提供所需的动力，采用流体驱动的行走方式。它可以在没有电的情况下自主移动。它的大小有成人的手掌那么大。,材料成本不到3美元。Octobot全软体机器人的到来，为软体机器人的发展带来了划时代的突破。仅仅一年后，中国的“章鱼仙子”就出现了。北京航空航天大学王天苗、李文团队与德国自动化技术公司Festo合作，完成了OctopusGripper的开发。这是我国软体机器人领域发展的又一突破。2018年，美国哈佛大学ConnorWalsh教授研发出一款可穿戴康复软件机器人。开发这款机器人的目的是帮助残疾人和行动不便的人康复或长期佩戴它作为辅助设备。康复软体机器人的出现，也成功地表明了软体机器人领域正在逐步扩大。同年，中国CCTV10频道播出专题《创新一线——中国软体机器人》，报道中讨论了“仿生鱿鱼软吸杯机器人”、“折纸结构”、“柔性抓手软体机器人”、“水凝胶”和“章鱼手软体”Robot》进行了系统的介绍，本期节目堪称目前世界上对软体机器人介绍最全面的节目。此后，软体机器人行业经历了爆发式增长。全球主要的软体机器人制造商包括Cyber??dyne、Soft‖Robotics、RightHand‖Robotics、Parker‖Hannifin、SRTBeijingSoftRobotics、Myomo、Bionik‖Laboratories和Panasonic。据相关报道，2019年全球前十大软体机器人制造商占据了49%的机器人市场份额，其中Cyber??dyne是全球最大的软体机器人制造商，市场份额为9.61%。在不同类型的软体机器人中，外骨骼的收入市场份额最高，2019年达到60.35%，其次是软体手爪机器人，占比39.65%。全球软体机器人生产集中在美国、欧洲和日本。2019年三个地区的全球收入份额分别为45.80%、24.33%和21.80%。消费以中国、美国、欧洲和日本为主。2019年，中国软体机器人销量占全球31.84%，位居第一。在巨大市场的催生下，2020年，软体机器人进入百花齐放、可动、可变形、变色的模式。研究人员孜孜不倦地开发出属于各行各业的多功能微型软体机器人。今年3月4日，依靠国家的巨大投入和多年研究，浙江大学航空航天学院李铁峰教授团队联合之江实验室，成功研制出仿生软件智能机器人，并为首次在世界最深的马里亚纳海沟实现了软体机器人在深海的自主游动。相关论文发表于世界著名学术期刊《Nature》。该研究成果率先提出机电系统软硬一体化的压力适应原理，成功研制出不需要耐压外壳的仿生软智能机器人。移动。这一环境自动适应和智能系统不仅为软体机器人开启了新的篇章，也为深海探测、环境监测和资源勘探提供了解决方案，直接为复杂环境和任务中的机器人和智能系统的设计提供了新的思路。.“这次不用刀我也能保护你。”事实上，与传统的刚性机器人相比，软体机器人柔软的身体使其能够更高效、更安全地与人类和自然进行互动。当地震、洪水等自然灾害发生时，或在悬崖、洞穴、海底等复杂未知环境中，软体机器人可以利用其柔软、弯曲度大、弯曲度大等优势，充分适应不同的复杂环境。自由。承担勘探、救援、调查等工作。在医疗和外科应用方面，软体机器人与生物体的天然组织具有内在的相容性。哈佛大学的软体机器人手套使用模制弹性腔体和由软体致动器组成的纤维增强材料来诱导特定的弯曲，使肌肉或神经受损的患者能够独立抓取物体。步态辅助软体机器人可以覆盖全身，可以像普通衣服一样穿着，最大限度地减少与穿戴者的相互干扰，辅助穿戴者。微创手术软体机器人可以依托自身优势，有效辅助外科医生进行实际操作，使手术更加精准，伤口更小，出血更少，术后恢复时间更短。那么从“爱德华”到“大白”，软体机器人又能走向何方？软体机器人的到来，究竟是机器人时代的新开端，还是人类机器人研发史上新的转折点？值得我们深思和期待。
