机器人柔性技术是什么？请围绕应用场景举例讲解

小编今天整理了一些机器人柔性技术是什么？请围绕应用场景举例讲解相关内容，希望能够帮到大家。

本文目录一览：

• 1、机器人柔性技术是什么？请围绕应用场景举例讲解
• 2、什么是柔性机器人？
• 3、机器人柔性材料有哪些上市公司

机器人柔性技术是什么？请围绕应用场景举例讲解

1. 柔性机器人技术涉及机器人关节的柔性设计和考虑关节在运动过程中的变形。这种技术使得机器人能够执行更为柔顺和精细的动作，与传统工业机器人相比，它们能够更好地模拟人手的灵活性。
2. 柔性机器人在展会上的典型应用之一是书写毛笔字的机械臂，它能够感应到非常小的力量（例如1N以下的力），并在工业环境中执行如涂胶和模拟推拿等精细操作。
3. 结合5G技术，柔性机器人可以实现远程操作，例如远程医疗诊断和远程服务，如远程开启啤酒瓶等。这些需要高度精细和灵活操作的任务，依赖于柔性机器人的技术进步。
4. 柔性机器人在交互方面的优势体现在它们能够以更为自然和柔顺的方式响应。市场上已经出现了一些具有柔性反应的机器宠物，它们能够在互动时做出相应的动作，例如被踹时能够顺势倾斜后恢复原状，而传统的刚性机器人则会保持静止或损坏。
以上例子展示了柔性机器人技术的一些初级应用场景，希望能够帮助理解这一领域的潜力。

什么是柔性机器人？

有这样一种神奇的机器人，它可以做到这样，

像藤蔓一样自生长，柔软的身体延伸运动到各种角落；

或者像章鱼一样，整个身体没有任何硬性的结构组织，就像《超能陆战队》里的大白；

当然也有模仿其他鱼类生物的水下机器人，柔软的“鱼鳍”如同真的鱼儿一样，在水中灵活运动。

而这些看似柔弱无骨的机器人，就是我们今天的主角——柔性机器人。

何为柔性机器人？

自然界的很多生物都有自己的柔性和灵活性，从上面的几张动图可以看出，柔性机器人其实就模仿了一些动物外形。

当然我们探讨的柔性机器人概念比较窄，指的是完全由柔性材料构成，没有多余硬性结构在其中，所以柔性机器人必然具备三种特性：高灵活性、可变形性和能量吸收特性。

新加坡国立大学机械工程系教授朱建也给出过一个简单的概念，柔性机器人的特性包括材料的柔软性、优良的环境适应性、超强的安全性、良好的人机互动性等。

斯坦福大学研究人员模仿葡萄藤生长，发明出一款新型的柔性机器人，它能像葡萄藤一样生长，在废墟瓦砾中穿梭，找到被困的幸存者，甚至向他们送水。

柔性机器人“Octobot”

哈佛大学的研究者们此前展示了他们的最新研究成果：一款章鱼形状的完全柔性机器人“Octobot”。这款机器人全身都由软软的柔性材料构成，不需要外接动力，自己就能运动起来。

浙江大学的李铁风教授及其他研究人员此前在《Science》发表了一篇名为《Fast-moving soft electronic fish（快速移动的电子鱼）》的文章，阐述了他们研发的一种柔性机器人，柔性的特征使得这条“电子鱼”得以在狭小的空间内航行，拓宽了它们能够行驶的空间。

基于折纸设计的柔性机器人

最近，来自凯斯西储大学的研究人员则开发了一种基于折纸设计的柔性机器人。

无论是国外的麻省理工、哈佛大学还是国内的清华、浙大，研究学者们都在寻求柔性机器人技术的突破口。毫不夸张的说，如果想要同时满足这些特性，技术难题很多，所以这也是为什么柔性机器人的技术一直处在实验样机阶段。

柔与刚不可兼得？如何让机器人的身体柔若无骨

为什么一直没有成熟的柔性机器人推向市场，这就不得不提到它的技术难点。

为了能够达到高灵活性和可变形性，柔性机器人的构成材料、驱动方式都很有讲究，传统的刚性连接器和外壳完全不适用。 搜视网

首先是柔性机器人的构成材料上，既要极易变形弯曲的柔软度，也必须要考虑到它的驱动方式，目前比较常见的是通过3D打印材料来制作柔性机器人的“外壳”，例如用水凝胶制造出柔软的胶状机器人。

水凝胶材质的软体机器人

MIT的一个研究团队就做了尝试性的试验，他们用3D 打印和激光切割打造出水凝胶的外壳，实现“身体”的“柔韧性”，然后通过液压驱动的方式驱动机器人的运动。

再就是通过一些特殊的材料来打造类似于人造肌肉的材料，像电子动力聚合物（EAP）、形状记忆合金这样的物质都是人造肌肉的良好材料，以形状记忆合金为例，它可以根据温度自动改变形状，并且能够记住这些形状，实现弯曲、变短、抓取物体等动作。

哈佛大学在这方面有不少研究突破，他们开发出一种以碳纳米管为基础的人造肌肉，其中包含了“介电弹性体”，当电场作用于软性材料时，就会发生变形。不过，电场场强方面会比较难控制。

除此之外，还有一种新兴的功能材料室温液态金属，这种材料在电、磁、力、热的作用下，可以在不同的形态和运动模式上任意切换。中国科学院理化技术研究所研究员、清华大学教授刘静在其撰写的室温液态金属综述文章中也曾写道，“液态金属可变形机器效应的发现，有望促成柔性机器理论与技术取得重大突破。”

电力驱动or气动驱动，都还不是尽善尽美的解决方案

而在驱动方式上，从材料的组成可以看出其实大部分还是通过电动驱动，相比于其他驱动方式，电动驱动器拥有变形大、能量密度高、结构紧凑、重量轻、价格低和噪音小的特性。但是这种驱动方式也有很大的隐患，机器人的运动精度控制上有难度，另一方面，如果驱动机器人运动所需的电场强度过高，也会影响它在一定范围内的运动。

当然，还有一种气动驱动方式，之前我们提到的哈佛大学推出的柔性章鱼机器人Octobot ，就是通过简单的过氧化氢分解化学反应实现运动，作为“燃料”的过氧化氢遇到铂催化剂会产生水和氧气，而氧气增多会让章鱼体内的压强加大，经过反复的切换让其动起来。

但是和电动驱动相比，这种方式的运动速度会比较慢，而且柔性机器人的变形也会受到限制。

虽然应用前景广泛，但目前还在纸上谈兵阶段

尽管柔性机器人的研究难点很多，但它也是许多高校实验室研发的一大重点，因为从实用性来考量的话，这种柔性机器人非常适合一些“极端”的场景下，比如受灾现场的救援：它可以进入到一些危险、狭小的地方；还有海底探索上，柔性机器人可以潜入到像珊瑚礁这样的海底生物内，在不伤害它们的同时去探索更多的海底秘密。

哈佛大学发布的可植入软体机器人

医疗方面，柔性机器人也是一大利器，如果医生想要针对人体内的某个器官对症下药，就可以通过柔性机器人实现，科罗拉多大学博尔德分校实验室的机械工程师Franck Vernerey就研制出了专门用于医药治疗的软体机器人。另外，在他还看来，医药领域应用的机器人，只能以软体蠕动的形式构造。

结语：

简单梳理柔性机器人的概念之后，镁客君非常期待它落地应用后给我们生活带来的变革性变化，而文中列举的很多实验室案例也表明柔性机器人的研究一直在进行中，假以时日，等待相关技术的成熟，必然会在机器人行业大放异彩。

机器人柔性材料有哪些上市公司

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在机器人柔性材料领域，有几家知名的上市公司值得关注。例如，Soft Robotics公司，他们专注于开发和生产用于自动化和机器人技术的柔性抓取器，其材料具有良好的柔韧性和适应性，能够处理各种形状和尺寸的物体。另一家是Empirical Systems，该公司致力于研发和生产软体机器人，他们的柔性材料不仅耐用，而且能够在复杂环境中进行高效操作。还有一家名为Stretchable Electronics的公司，他们专注于可拉伸电子材料的研发，这种材料在机器人皮肤、传感器等方面有广泛应用，为机器人提供了更大的灵活性和感知能力。

这些公司之所以在机器人柔性材料领域脱颖而出，是因为他们的产品和技术在实际应用中展现出了显著的优势。柔性材料的使用不仅提高了机器人的适应性和灵活性，还降低了机器人在操作过程中对周围环境的破坏风险。此外，这些材料还具有良好的耐用性和稳定性，能够在各种恶劣条件下保持性能。

当然，除了上述几家公司外，还有许多其他上市公司也在机器人柔性材料领域有所布局。这些公司不断投入研发力量，推动柔性材料技术的创新和发展，为机器人技术的进步做出了重要贡献。

总的来说，机器人柔性材料领域的上市公司众多，他们通过不断的技术创新和产品研发，为机器人技术的发展注入了新的活力。这些公司的成功也证明了柔性材料在机器人领域的广阔应用前景和市场潜力。

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