柔软性将使机器人和人类能够并肩工作

如今的工业机器人拥有超人的力量、精度和速度，可以不知疲倦地喷涂、焊接和运输大型物体。但它们必须针对每项特定任务进行编程（如果机器人不小心打到你的脸，可能会要了你的命）。因此，尽管机器人在工厂和仓库中取得了巨大成功，但它们仍然在我们的家庭和日常生活中缺席。

为了使人类和机器人更加兼容，研究人员已经开始开发具有柔软可变形部件的机器，而不是硬部件。这些柔软机器人的前景是双重的：它们可以更安全地在其他柔软物体周围运行——例如我们。更重要的是，它们的可塑性使它们足够灵活，可以与各种物体（信用卡、狗粮、咖啡杯）互动，而不会变得非常昂贵。塔夫茨大学的巴里·特里默是该领域第一本专门杂志《软机器人》的主编，该杂志于 11 月推出。“在工厂里，你需要精确，但在现实世界中，缺乏精确反而有帮助，”他说。“软材料让你自动处理你的环境。”

一些最简单的任务对于机器人来说仍然很难完成。卡内基梅隆大学的软机器研究员 Carmel Majidi 说：“抓取仍然是机器人技术面临的最大挑战之一。”要产生完美的形状和压力来挤压脆弱的东西而不将其压碎，通常需要大量的智能和感官反馈。但软机器人可以塑造自己以适应物体的形状，并在更大的表面积上施加压力，从而消除麻烦的高压点。制造吸尘器 Roomba 的马萨诸塞州公司 iRobot 已经制造了几个软机器人，它们有朝一日可能会捡起它们从未遇到过的各种物体。例如，高级充气机器人手臂 (AIRarm) 由一根织物管组成，末端有一个柔软的双叉钳。里面有六个充气袋，它们的作用像骨头一样，还有像肌肉一样的电缆来移动它们。为了抓取某物，AIRarm 会调整袋子的位置，使其钳子围绕物体。

在过去的几年里，形似海星的机器人已经抓住了一个鸡蛋和一只活老鼠。
为了演示，AIRarm 目前安装在 iRobot 的 PackBot 上，PackBot 是一种用于拆除炸弹的履带式机器。PackBot 的标准金属臂重 21 磅，装有马达和传感器。AIRarm 重半磅，因此它使用的电池电量更少，而且由于它具有灵活性和更少的活动部件，因此应该更便宜、更可靠。它可以举起 3 磅的重量，使其强度重量比约为标准臂的九倍。不使用时，AIRarm 可以放气并紧凑地存放在机器人体内，从而腾出空间来装载其他有效载荷。到目前为止，该手臂已经装载了瓶子和公文包。在 DARPA 新一轮的资助下，AIRarm 团队正在设计模块化组件，这些组件可以拉在一起以创建不同的手臂形状，并且可能会添加基于凯夫拉的外皮以提高耐用性。

尽管 AIRarm 是为在传统的硬机器人平台上工作而设计的，但其他研究人员正在开发完全柔软的机器人。例如，哈佛大学化学家 George M. Whitesides 的实验室已经创造了几个使用空气推进的柔软硅胶机器人。在过去的几年里，类似海星的机器人已经抓住了一个鸡蛋和一只活老鼠；一个触手机器人已经握住了一朵花。而一个四足步行机器人已经爬行、潜行穿过障碍物，并在染料被泵入其身体的微小通道时改变颜色。

怀特赛兹和其他人认为，软体机器人的首批应用领域将是辅助医疗和康复。“我们谈论的是希望机器人与人类接触但又柔软接触的情况，”怀特赛兹说。软体机器人可以成为外科医生的额外双手，小心翼翼地托住器官。坚固而又不失柔韧性的外骨骼可以帮助残疾人在家中四处走动。柔韧的机器可以帮助搜索和救援，因为地形不可预测且变化多端。在许多应用中，让机器人更好地发挥作用的方法是让它们更像我们。“如果我们想让机器人更多地融入我们的日常生活，”特里默说，“它们需要更有机。”