说起机器人，你首先想到的是不是特斯拉的钢铁机器人，亦或是小米的铁大机器人，实际上，机器人不一定是拥有金属外骨骼的“硬”机器人，比如《超能陆战队》里面机器人大白，这样的软体机器人，在研究领域也颇受关注。软机器人由于其自身的材料组成和结构特性，具有交互安全、适应性好、灵活性强等特点。如今被广泛应用于医疗服务、农业收获、救灾救援、水下探测等领域。本期我们就来聊聊软体机器人技术。
本期嘉宾
李曙光：清华大学机械工程系 副教授
研究方向主要包括模块化机器人、集群机器人、折纸/折叠机器人、软体机器人，以及类生命机器人相关技术和应用，特别是基于 AI 辅助的机器人自动设计、自动制造、自组装、自组织和自适应技术。研究工作涉及机械、电子、计算机、材料、生物、物理等多个学科知识的交叉融合。
吴志刚：华中科技大学机械科学与工程学院 教授
长期从事人形结构仿生机器人、具身智能软体机器人、数字（AI）驱动的智能软体设计与制造，承担了多项国家基金重点、面上项目，重大研发课题等科研项目，取得了多项创新成果。包括仿生灵巧手设计、深度学习物体操作规划、人体运动感知和触觉传感器设计；可编程折纸机器人、软磁机器人、气动机器人、仿生机器人等。
主持人
冰冉：中国科学院微生物研究所 硕士
时间轴
02:00
软体机器人与柔性机器人的异同
05:39
与刚性机器人的差异
13:10
软体机器人是否能实现类似于人体的操控方式
17:29
软体机器人的大小尺度：纳米级至米级
22:30
在哪些场景下软体机器人更具优势
27:50
软体机器人的构成模块部分
31:04
驱动与能源系统
33:55
柔性软材料的力学性能——活塞
35:35
材料领域是否能满足当前需求
38:50
AI 赋能下的软体机器人研究
49:18
软体机器人的传感器
53:40
软体机器人的已开展的应用领域：医疗、工业、农业
1:00:40
从实验室到商业化还有哪些要做的事
重点摘要
软体机器人以其柔软的材质、良好的交互安全性和适应性受到关注。相较于传统的刚性机器人，软体机器人使用硅橡胶、水凝胶等软性材料制成，能够在复杂环境中安全作业，并且具有更好的灵活性和可进入性。它们的研究和应用领域广泛，包括医疗、农业救灾和探测等。软体机器人的发展标志着机器人技术的进步，特别是它们在与人类和环境交互方面的独特优势。
● 探讨软体机器人在安全性和灵活性方面的优势
软体机器人的两个主要优势：安全性与原材料带来的容错性。软体机器人在与人、环境及物体交互时具有较高的安全性，且其操作无需高度精确度便能完成任务，这一点对于日常生活中机器人的应用尤为重要。此外，软体机器人的柔顺性可以通过材料和本体结构来实现，也可以通过算法来优化，让软体机器人更好地适应各种环境和任务。
● 探索软体机器人的尺寸、驱动与能源系统
对于软体机器人的尺寸，一方面，软体机器人可以做得非常小，其最小尺寸受限于制造技术而非材料，小至达到纳米级别，用于执行特定功能如纳米操作。另一方面，大型软体机器人的发展受到物理法则的制约，例如自重和支撑能力，但仍有可能实现米级甚至更大的规模。
软体机器人技术通常包括本体、控制、感知及能源系统。其采用柔性材料，能在不同尺度下执行多样化任务。驱动系统多样，如光、声、热或化学反应等外部能源。通过创新设计，软体机器人展现出独特优势，如通过软体机器人活塞以达到力的放大。
探讨了人工智能（AI）如何应用于材料科学和软体机器人设计中的应用，如开发软体机器人理想的材料、改变材料的物理属性来制作灵活的传感器等。
● 探索软材料的潜力与开发
当前软材料因其丰富多样性和可塑性，为我们开辟了创造前所未有的物品的可能性。然而，相对于传统硬材料的稳定性和成熟解决方案，软材料的应用和发展仍面临诸多挑战，包括对其特性的快速变化缺乏深入理解以及处理经验的不足。尽管如此，新材料的研发工作正不断推进，借助人工智能等先进技术，有望加速材料设计和优化过程，使之更好地满足特定需求，如提高力的响应性或实现特定功能。此外，通过创新的结构设计和利用超材料原理，我们能够赋予软材料以独特而先进的性能，例如调控光的行为，从而开启更多科学与工程领域的应用前景。
● 探索软体机器人的应用与前景
如在医疗方面，通过使用能够进入人体自然腔道系统的软性导管式机器人，实现对心血管和脑部疾病的治疗。利用软材料制造的微型机器人在康复训练等方面的可能性，以及这种柔软性质对于改善用户体验的重要性。在救援领域软体机器人用于处理受限空间和非结构性环境下的搜救任务，如地震废墟中的生命搜索。以软性机械手为例，其无需精确感知目标物体尺寸即可完成抓取任务的能力，尤其适用于抓取硬脆且易碎的物品，如果实采摘、太阳能面板抓取等。
制作团队
主持人：冰冉 DeepTalk
剪辑：嘉鱼
运营：大壮
本播客内容为 DeepTalk 原创制作，未经许可，禁止任何形式的复制、改编或引用。
