柔软的机器人现在有柔软的计算机来控制它们

由柔性材料制成的机器人具有巨大的潜力，近年来，它们已成为大量研究和开发的主题。但该领域还有很长的路要走，其中一个障碍是机器人通常由计算机控制，而计算机往往又硬又不灵活。现在，哈佛大学的一组研究人员发明了一种软性替代品来替代这些硬电子元件，即运行“数字逻辑”的橡胶计算机。以这种计算机作为设计一部分的机器人将完全由软部件制成。

这项研究的第一作者丹尼尔·普雷斯顿说，软体机器人“在过去十年里取得了长足进步”。他说：“真正缺少的是使用完全软计算来控制事物的能力。”自主软体机器人将能够发挥柔软机械体的一些优势——相对简单、耐用、使用寿命长，以及由于其柔软的触感而可以安全地与人类互动——而且应用范围更广。

完全柔软的机器人确实已经存在，它们的运动由加压液体通过微小通道驱动，这一过程称为微流体。但普雷斯顿说，这些设备通常很小，无法提供大多数机器人移动和抓握物体所需的气流水平。低水平的气流也会使计算速度变慢。“我们设计的设备规模稍大一些，”他说。使用他们的技术，更高的气流速率使软机器人能够在大约一秒钟内完成计算，使用加压空气流过直径约为一毫米（0.03 英寸）的通道。

这台计算机的工作原理与其他计算机相同：一系列可以打开和关闭的门，将信息沿着路径传输。在这种情况下，软计算机由硅管和加压空气制成。空气通过橡胶中的“门”的作用方式与电流通过笔记本电脑或智能手机中的计算机芯片的方式相同：它会触发橡胶中每个阶段的输入和结果，从而控制机器人的动作。

“它允许完全柔软的设备与其环境进行交互，并通过完全柔软的传感器和完全柔软的按钮等与人类用户进行交互，”普雷斯顿说。

这个机器人远不如你的智能手机那么复杂，但这只是它能做多少计算以及速度的问题。普雷斯顿说，这个机器人每秒可以做一次计算，他们希望随着时间的推移，速度能稍微加快一些。相比之下，你的智能手机每秒要进行数十亿次计算。但由于软机器人的优势，以及它们最适合执行相对简单的任务，它们并不需要你观看视频和查看推特时所需的处理能力。

他说，目前，该团队的机器人有 10-20 个逻辑门，在未来的研究中，他们希望设计出拥有多达 100 个甚至 1000 个逻辑门的机器人。这些额外的动作中的每一个都会使机器人更加复杂。每个门都会以空气的形式向下一个门发送一条消息，告诉它该做什么。门网络越复杂，机器人可以采取的动作就越多。

全软体机器人可以更有效地与人类互动，这是普雷斯顿最兴奋的地方。毕竟，我们身体很软，而硬金属或塑料机器人需要经过仔细校准才能不伤害我们。软体机器人根本无法施加足够的力量造成意外伤害，这使得它们成为执行外科手术的理想选择。

目前，“软体机器人领域正在尝试增强或寻找新的能力”，康奈尔大学软体机器人专家罗伯特·谢泼德 (Robert Shepherd) 表示，他未参与当前研究。他表示，模仿我们熟知的东西——数字逻辑，即智能手机和电脑的基础——是制造能够独立思考的软体机器人的合理方法。

谢泼德表示，如果这项创新在实地取得成功，哈佛大学研究人员的发明将有“巨大的应用前景”。软体机器人通常制造成本更低、使用更安全，而且工作时需要进行的计算比硬壳机器人更少，这意味着它们更容易制造、协同工作和使用。如果它们也能独立思考，它们可能会在搜索和救援、在实验室环境中捡起和分类老鼠等动物，甚至在制造环境中工作等方面派上用场，因为柔软的身体让它们成为脆弱人类更好的同事。