你見過軟體機器人嗎？這些機器怪物嚇死人
背景
人類一直被自然災害，各種疾病困擾，而在這兩種情況中，總是存在人類或者剛性機器人沒辦法做到的事情。於是，科學家們希望能製造出一種新型機器人，它們將能夠鑽進那些依靠人力或傳統機器人難以企及的地方展開工作。
說到機器人，我們可能第一個想到的變形金剛、鋼鐵俠，然後就是各種的家庭護理機器人，掃地機器人等。
這些機器人有個共同特質：外殼不是金屬就是塑料質地，身體很堅硬很結實，但是很不靈活。
另外，「硬體」機器人對使用者來說，還具有一定危險性。比如工業機器人要被安裝在護欄內，以防止工人無意間過於靠近機器，被高速移動的金屬臂弄傷。
所以，打造軟體機器人顯得格外重要。其實，從本世紀初開始，研究界就已經將新方向鎖定在「柔軟機器人」（Soft Robotics）領域。
目標是創造更有彈性、可塑性和安全性的產品。為實現這個目標，科學家們是從生物身上尋找到的靈感，於是便有了軟體機器人一說。
軟體機器人在機器人領域並不是一個很主流的概念，但現在越來越多的研究機構開始在研究這種新型機器人。
關於軟體機器人的研發，還處於「胚胎」階段。依靠現有技術，還造不出軟體仿生機器人。一切都需要新發明，材料、感測器、發動機等。
瑞士洛桑聯邦理工學院、蘇黎世大學和盧加諾人工智慧研究所的很多項目，都通過國家科研促進會得到了聯邦政府的財政支持。2010~2014年，促進會的年度經費就是3500萬瑞郎（約合人民幣2.3億元）。
軟體機器人是一種新型柔韌機器人。科學家最新研究的軟體機器人是採用紙質和硅橡膠製成，能夠彎曲、扭轉和抓起自身重量100多倍的物體。同傳統機器人相比，它們靈活、適應性強，危險性也更小。
講這麼多，還是先來看看目前有哪些軟體機器人吧。生物因其軟體特性，可以高效、和諧地與自然界進行各種交互與作用。
應用軟體材料的軟體機器人當然也能像生物體一樣改變自身的形狀。既然是軟體嘛，那它原始的形狀肯定不會是你能想到的那種方方正正或者圓圓的。
一、章魚型
章魚沒有內外骨骼，八隻爪子能靈活的夠伸向各個方向，能緊緊地纏繞物體，能自由伸長或縮短、變軟或變硬。能隨著環境的變化自如地變化著身體。
章魚機器人的用途很廣，它能幫助人類進行水下修理。當船底破損，修理是一件危險、困難、昂貴的事。但是，章魚機器人能完美地幫人類解決這個問題。
章魚還擁有很高的智商。相比於其他的軟體動物，章魚的大腦和神經系統發展地更為完善，不過仍然有著自己的限制。
1、Octobot
Octobot是一款利用3D列印技術出來的外形酷似章魚的機器人，它不需要電力便可以自主運動。只有手掌般大小，是一款各個構件都沒有使用硬性材料的自動機器人，其材料成本不到3美元。
Octobot由硅橡膠製成，不靠電來驅動，而是通過化學反應產生的大量氣體聚集壓縮，藉助壓強變化，實現機械臂的運動。
Octobot是世界上首個全軟體機器人。不僅機器人的軀幹和致動器是柔性材料，連控制系統和電源也使用柔性材料，無需再受外置電纜的牽制。
Octobot 的「大腦」部分是柔性微流體迴路，可以用由壓強激活的閥門和開關，在通道內傳導過氧化氫溶液，它會與鉑反應生成大量的水和氧氣，從而改變通道內的壓強。
章魚機器人的機械臂受到突然增大的壓強影響，會膨脹舒展，從而實現機械臂的運動。排氣孔同時保證氧氣最終會通過排氣孔排出。
據了解，Octobot可成為理想的救援機器人。
2、PoseiDrone
對於一般的機器人來說，四肢的每一個自由動作需要一個制動器，但是這款章魚機器人擁有自由來應用控制策略。
團隊尊重章魚的進化特徵，來打造不需要複雜控制指令的機器手臂。首先，製作了數學模型，來測試不同層面的手臂設計.
包括運用材料的不同密度、堅硬度、形狀、人造肌肉的放置位置等等，所有這些因素需要結合水下的環境來具體問題具體分析。
設計這款章魚機器人的過程中，團隊發現它的構造其實很簡單。進一步實驗，發現要控制章魚機器人只要模模擬實海洋動物的活動方式來打造它。
就成功打造了一個章魚機器人原型，用電纜來取代SMA，用硅樹脂來打造章魚爪，每一隻爪子中包含一支鋼製電纜。
它能自動拉長或是縮短。爪子的每一個簡單動作都能提供能量。這款章魚機器人的原型叫做PoseiDrone。
3、軟體章魚機器人
希臘的研究人員使用硅膠樹脂和蹼，研製出了一種章魚機器人。
這種機器人簡直可以同實體相媲美，甚至可以騙過水裡的魚——它們遊動時會有些小魚跟在後面。
和之前用硬塑料做的實驗品相比，這個機器人可以移動得更快。雖然還沒有真的章魚游得那麼快，但對於這個尺寸的機器人來說，已經超乎人們的想像了。
研究人員相信，如果給這個機器人裝上攝像頭的話，與普通機器人和人類相比，它就可以在沒有干擾的情形下觀察海底動物。
二、管型
能捉昆蟲的機器人
據悉，來自美國愛荷華州立大學的研究人員發明了一種微型軟管觸手機器人，它又軟又小，可以困住螞蟻大小的昆蟲但並不會弄死。
他們所發明的微型軟管觸手機器人採用聚二甲基硅氧烷材料製造，長度約為8毫米，而寬度甚至還不足1/100英寸，軟管內部則是由特殊線圈所構成的動力系統。
未來，這款微型機器人很有可能會被用於醫療領域。
三、星型
軟體充氣機器人
據了解，在過去的十幾年裡，手術機器人已經較為廣泛的應用到了醫療手術中，比如，前列腺摘除、子宮摘除等手術機器人就發揮了優勢。
可以說機器人在醫療當中的應用越來越廣泛，但是使用機器人做手術也有很大風險，並且成本也非常高。
美國哈佛開發出的軟體機器人在醫療上的作用是非常明顯的，在該機器人的色彩層上塗上了一層會發光的化學物質。
這種機器人是用有彈性的塑料材料製成的，並且在內部還注入了壓縮性的空氣，對機器人進行控制。
傳統的金屬性質的機器人是通過比較複雜的反饋的機制來完成手術操作的，缺點是這有可能會破壞人體的組織。
而這種軟體機器人使用橡膠製成的，這樣就減少了手術給人體造成的創傷的可能性。
另外，藉助醫療設備，這種橡膠機器人能夠進入到較小的空間內，還能夠改變自己的形體，這樣就能夠適應一些負責手術的要求。
四、履帶型
來自波蘭華沙大學物理學院的研究人員就成功研發了一個15 mm軟體機器人。
這是一款由液晶彈性體（LCEs）製成的軟體機器人，LCEs暴露在可見光下時會發生形狀的改變。
如果感受到外界的光源，機器人的形狀就會發生改變，變成履帶一樣，有了光的照射其身體也會相應的收縮進而推動身體進行移動。
據了解，通過對光源的控制，該軟體機器人能完成各種特殊的任務，例如爬陡坡、鑽進極其狹小的空間。
最不可思議的是，雖然體型不大，但它能四兩撥千斤移動比它個頭大10倍的物體，如果在這種機器人身上安裝一個攝像機或者麥克風，甚至還可以應用於間諜活動。
五、其它
浙江大學舉辦過一次「軟體機器人比賽」，可以說，軟體機器人的這些應用在不久的未來將出現在人們的生活中。
比賽的一個主要項目是比拼軟體機器人的爬行速度，並測試它是否能越過小的障礙和坡度。
在比賽現場，可以看到，底部用硅膠製作的類似坦克履帶的NOOMY軟體機器人，不過手掌大小，利用電驅動，順利地通過由4塊黃色塑膠板拼成的1米多長的「跑道」，用時50秒左右。
還有形狀像毛毛蟲的尺蠖軟體機器人，它利用氣動的原理緩慢向前蠕動，選手可以人工控制機器人的前進速度。
在另一個比賽項目中，選手們展示軟體機器人概念性的工業設計，比如極視眼、軟軟按摩機器人等。它們需要有更多技術支持來變為現實。
結束語
軟體機器人能做很多剛性機器人無法做到的事情，其發展是機器人的一個必然的趨勢。
雖然說，一直以來，災險救援、極端環境探測時傳統機器人的剛性材料經不起撞擊，會在未知複雜的環境中拖後腿。
但是，不管什麼時候軟體機器人都不能完全取代剛性機器人。未來，軟體機器人和剛性機器人必定是相輔相成，共同在人類社會中發揮作用的。
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圖片來源：互聯網
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