智东西（公众号：zhidxcom）编 | 董温淑 　　

　　3月19日，斯坦福大学机器人团队最近发明了一种软体机器人，可以随意改变形状。据说设计师是从章鱼那里得到灵感的。机器人由柔软的织物管道和滚筒模块组成，管道中充满空气。用户可以通过操作匹配的小型发动机来改变机器人的形状。 　　

　　斯坦福大学机械工程专业的研究生Nathan Usevitch是这个项目的参与者之一。他把这个机器人描述为“电影大英雄6 6(Big 　　

　　《英雄本色》是大白和变形金刚的混合体。 　　

　　这项研究发表在周三的《科学机器人学（Science Robotics）》上，论文的题目是“一个带有无绳系统的无束缚等周柔性机器人” 　　

　　等周软机器人). 　　

　　论文：https://robotics . science emag . org/content/robotics/5/40/ea az 0492 . full . pdf。 　　

　　# # 1.机器人设计的新思路：取消系绳和简单组装。 　　

　　考虑到工程作业的环境条件，机器人必须具有足够的安全性和环境适应性。除了坚固耐用，还应该能灵活移动。为了满足这些条件，我们不仅需要精确的控制算法和强大的传感器，还需要更好的自适应结构来匹配它们。然而，现有的机器人无法满足这些要求。 　　

　　目前市场上的机器人主要有三种：柔性机器人、集体机器人和桁架机器人。柔性机器人安全性高，比较结实，但需要通过系绳与空气压缩设备连接。集体机器人模块化程度高，但其子单元过于复杂。桁架机器人可以变形，但只能在固定方向线性伸缩。 　　

　　在这篇论文中，研究人员称之为“一种无系等周软”。 　　

　　机器人)”结合了三种机器人的优点，摆脱了结构上的限制。 　　

　　该机器人主要由织物管和三个滚筒模块组成，包括机械滚筒和小型发动机。滚筒模块安装在织物管上，其中一个将织物管首尾相连，另外两个可以在管道上移动，与织物管一起形成三角形。 　　

　　使用时，滚轮用于夹紧织物管，使其保持固定的形状。一旦机器人需要变形，可以用一台小型发动机驱动滚筒，对织物管进行移位和整形。在滚筒运动过程中，机器人的形状发生变化，但织物管的长度及其内部空气量保持不变。因此，一些研究人员称之为“等密度机器人”。 　　

　　对于这个机器人的独特结构，斯坦福大学航空航天助理教授迈克施瓦格(Mac 　　

　　Schwager)评论说：“让我兴奋的是，这个机器人实际上是几个机器滚轮的集合。他们一起工作来移动机器人并改变它的形状。这使它成为一个适应性强、稳健的系统。” 　　

　　# #其次，它可以灵活移动，拿起球，变成“形状显示” 　　

　　研究人员曾经组合了几个机器人，并使用发动机驱动它们移动。最后，他们成功操纵机器人捡球。此外，机器人还可以推动球向前滚动。这意味着这个机器人可以接近一个物体，捡起它，然后把它移动到一个特定的位置。但是这些操作对于夹钳机器人来说很难完成，这也意味着未来在软机器人中会有更多可能的应用场景。 　　

　　1、太空旅行好帮手 　　

　　研究人员认为，这种机器人易于存放，使用灵活，非常适合太空旅行。扎卡里哈蒙德，斯坦福大学机械工程专业的研究生 　　

　　哈蒙德)认为，“在另一个星球上，它可以利用自身的变形能力穿越复杂的环境，挤过狭小的空间，跨越障碍。” 　　

　　在论文中，研究人员写道：“在太空漫游任务中，机器人发射前可以排空气体，着陆后再充气完成任务，这样就不用担心能量问题。此外，机器人的软特性也使其更具鲁棒性，适用于复杂地形，还可用于执行未知任务。” 　　

　　2、与工人协同工作 　　

　　这种机器人也适合工业使用。例如，当工人用螺栓组装零件时，机器人可以用来固定零件。 　　

　　3、教学交互小工具 　　

　　把机器人改造成教育工具还不错。 　　

4、其他方面

论文中提到，如果增加更多的滚筒模块，就可将机器人改装为“形状显示器”，在改变形状时做到更为动态流畅，甚至成为高刷新率的3D打印机。

如果将触摸感应应用到机器人中，用户就可与显示的形状即时交互。

甚至可以应用同一组硬件完成用户的不同需求。当需要疏通管道时，就组装一个链式机器人，如果想要机器人快速移动，就将其组装为球型。

## 结语：柔性机器人集合以往产品优势，前景乐观

以往的机器人各有优点，但均无法独立胜任工程作业任务，而斯坦福团队发明的“无绳系等周柔性机器人”则为这一问题提出了解决方案。通过对目前的软式、集体式、桁架式机器人分别扬长避短，新型机器人无疑可以承担起工程任务。除工程应用以外，新型机器人也在航空、教育、3D打印等方面显示出了应用可能，应用前景十分值得期待。

文章来源：TechRepublic，Science Robotics

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