未來：軟體機器人或將主宰工廠

殺人機器人已經出現了，不是攜帶武器的無人機，而是在工廠里與人類一起工作的工業機器人，如果發生事故，可能會造成嚴重的傷害和偶爾的死亡。2015年，德國大眾汽車工廠的一名員工就被機器人殺死了。

工廠工人通常通過圍欄與機器人分離，以最大限度地減少事故。但是，除了最基本的合作之外，這一切都是可以避免的。讓機器人不那麼危險的一個簡單方法就是把它們包上泡沫，這樣可以減少碰撞的影響。但這種方法只取得了有限的成功。 另一種更為有效的方法是讓機器人自己柔軟細緻，讓它們更像是一種肉質的動物，而不是一台冷硬的機器。

這些軟體機器人將由塑料和橡膠等輕質和可變形的材料製成。如果他們碰撞某人，效果會像是碰到另一個人，雖然有些煩人，但不太可能造成傷害。所以不再需要安全屏障，機器人和人類可以更緊密地合作。機器人可能會在支撐沉重的部件方面付出艱辛的努力，而人類則執行複雜的組裝任務。機器提供了強健的體力，人類提供的大腦，屆時大大提高了人機協作所能達到的水平。

在減少碰撞的影響方面，人類已經做出了一些努力，比如在電機和機械連桿之間放置彈簧。但是，彈性而不是僵硬的機器人要精確控制要困難得多。想像一下，試圖用一根長而靈活的釣竿來打一個目標。其他系統已經開發出來，當需要更精確的控制時，可以從非常有彈性的變為僵硬。但是這些機器人往往比較沉重，如果碰到人的話還是會造成很大的傷害。

仿生機器人

相反，最新的研究集中在柔性機器人上，這些機器人的靈感來源於沒有骨骼的動物，如毛毛蟲、蠕蟲、章魚或者大象鼻子。這些機器人將會有一些獨特的能力，如抓住精細的物體而不損傷它們或將自己包裹在障礙物周圍。由於它們重量很輕，碰撞時的衝擊力就會很小。此外，軟體機器人會在撞擊時變形，將力量傳播到一個更大的區域並減少受傷的機會。

到目前為止，軟機器人一般都很小，不能承載很大的重量。沒有堅硬骨架的大型機器人，甚至動物，都沒有足夠的力量來支撐自己的體重。這就限制了軟體機器人的應用設備，例如夾具和手等。

我和我在索爾福德大學自主系統和機器人研究中心的同事研發了一個可變剛度機器人手臂，我們希望能夠在大型軟機器人方面取得進展。這個新型手臂重約1公斤，但可以舉起和移動一個5公斤的負載。這比傳統的剛性工業機器人具有更高的功率重量比。

傳統的機器人是圍繞骨骼設計的，使關節能夠移動，而我們的設備則採用了一系列由輕質橡膠和塑料囊製成的氣動肌肉，當充滿空氣時，這些氣囊收縮，實質上是一個充氣機器人。它的形狀和大小取決於哪些肌肉膨脹，它可以像大象的鼻子一樣彎曲，收縮和變硬。

就像在我們的身體一樣，機器人的一些肌肉與其他相反。如果機器人增加所有肌肉的輸出力，則機器人變得更加僵硬。如果我們的肱三頭肌和肱二頭肌緊張，我們的肘關節保持在同一位置，但是關節變得更加僵硬，我們可以在自己的身體中看到同樣的效果。

當然，這不是製造大型軟體機器人的唯一方法。例如，另一種方法是使用人造肌腱將重力和剛性電機（遠離人的位置）的力傳遞到軟臂上。不同類型的機器人可能需要不同的方法。

儘管如此，開發大型有用的軟機器人仍然是一個挑戰。機器人越大，可能會越重，將會變得越危險。但是新材料也許能對此有所幫助。例如，被稱為石墨烯的二維碳納米材料非常堅固，但是重量輕且柔韌。 所以也許我們有一天會看到大型的石墨烯軟體機器人。有了這樣的進步，工廠工人很快就能看到障礙消失了，並發現自己與機器人同事並肩工作。

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