说起机器人，atv，通常的印象都是像《变形金刚》（Transformers）那样象征力量、速度和坚硬的大块头，然而来自瑞士联邦理工学院洛桑分校（EPFL）研究人员却对《超能陆战队》（Big Hero）软萌大白一样的软体机器人情有独钟。

　　EPFL可重构机器人实验室（RRL）研究人员利用软体执行器开发出一系列软体、柔性、可重构的软体机器人，多篇研究结果发表于《科学通报》（Scientific Reports）、《软体机器人》（Soft Robotics）等国际期刊上。

　　软体机器人通常由类似人体肌肉的软体执行器构成，而软体执行器的材料一般是弹性体材料，例如硅胶和橡胶，所以其本身十分安全。通常，软体机器人的本体部分会设计成特定的“软气囊”，这样就能利用气压来控制软体机器人的运动特性。

　　所以，软体机器人材料成本低、易于控制，并且易于大规模生产，常用来设计可穿戴辅助设备，在病人术后康复、操纵易碎物品、仿生系统以及家庭护理等方面有非常大的潜在应用。

　　贡佳·阿加瓦尔（Gunjan Agarwal），马修?罗伯特森（Matthew Robertson）和杰米·帕伊科（Jamie Paik）。图片来源： EPFL

　　RRL主任杰米·帕伊科（Jamie Paik）说：“我们的软体机器人设计十分注重安全性，比如，穿戴这种软体材料制作的外骨骼做康复训练，受伤的可能性非常小。”

　　软体执行器控制模型

　　第一排表示软体机器人整体（硬壳和软核）应力仿真结果；第二排表示软体机器人软核的应力仿真；第三排是对应的实验结果。图片来源：DOI: 10.1038/srep34224

　　研究者进行了一系列数值模拟，提出了软体机器人运动控制预测模型，能够精确预测各软体模块的运动特性。这些软体模块由多个空气腔室和隔层组成，基于不同的模型，软体机器人能够伸展至其原始长度的五到六倍，并且能够在两个方向上弯曲。

　　研究者贡佳·阿加瓦尔（Gunjan Agarwal）说：“经过多次模拟实验，我们提出了软体机器人变形运动的预测模型，能够根据形状、厚度及制造材料等不同变量有效预测执行器的变形结果。”

　　褶纸外壳软体气动执行器（Soft pneumatic actuators，SPA）双向弯曲运动。图片来源：DOI: 10.1089/soro.2016.0023

　　其中一种软体机器人是利用褶纸厚纸壳作为软体气动执行器（SPA）的外壳，实验结果表明研究者提出的运动控制预测模型适用于不同的材料。

　　阿加瓦尔说：“弹性材料结构具有高回弹、快复原的特性，但是却难以控制，我们必须能够有效预测其变形的方式及方向。正因为这类软体机器人易于生产但难于控制，所以我们在线公布了我们逐步开发设计的工具，以帮助机器人学的爱好者和学生。”

　　可穿戴辅助软体康复带，可用于辅助物理治疗。图片来源：EPFL

　　可穿戴辅助康复带

　　除了仿真模拟，RRL的研究者也开发了具有医疗用途的软体机器人，研究结果发表于《软体机器人》（SoftRobotics）。其中一类医疗软体机器人是由多个可充气组件构成的软体康复带，用于在康复训练中帮助病人保持直立以及指导康复动作。

　　软体康复带由成排的鱼线缠绕的橡胶软体构成，连接气泵系统。图片来源：EPFL

　　气动控制康复带弯曲。图片来源： EPFL

　　这种康复带软体机器人由成排的软体橡胶（粉红色）和透明鱼线制作而成，康复带的控制部分与外部气泵系统相连，当引入气压控制时，开奖，置入的鱼线能够精确地引导软体模块变形。