斯坦福大学的机器人团队近期开发了一款软体机器人，该机器人可以根据需要随意改变形状，设计灵感源自章鱼的灵活特性。

这款机器人主要由柔软的织物管道和滚筒模块构成，内部充满空气。使用者只需要操作配套的小型发动机，就能使机器人改变形状。

斯坦福大学机械工程专业的研究生内森·乌瑟维奇（Nathan Usevitch）形容这款机器人是电影《超能陆战队6》中的角色大白和变形金刚的结合体。

这项研究已经在《科学机器人学》杂志上发表，论文题目为《一种无绳等周柔性机器人》。

论文链接： https://robotics.sciencemag.org/content/robotics/5/40/eaaz0492.full.pdf

研究人员指出，这款“无绳等周柔性机器人”融合了现有软式、集体式和桁架式机器人的优点，克服了结构上的局限性。这款机器人主要由织物管道和三个滚筒模块组成，滚筒模块包括机械滚筒和小型发动机两部分。其中两个滚筒模块可以在管道上移动，与织物管一起形成三角形结构。

在使用过程中，滚筒夹紧织物管，使其保持特定的形状。当需要改变形状时，小型发动机驱动滚筒移动，重新塑造织物管的形态。在这个过程中，织物管的长度和内部空气量保持不变，因此被称为“等周机器人”。

斯坦福大学航空航天助理教授麦克·史瓦格（Mac Schwager）表示：“这款机器人实际上是由几个机械滚筒组成的集合体，它们协同工作，实现机器人的移动和形状变化。这使得它成为一个适应性强且坚固的系统。”

研究人员成功地让多个这样的机器人组合在一起，通过发动机驱动移动，并最终实现了捡起球类物体的任务。这表明这种机器人可以接近物体、抓取物体并将其移动到指定位置。相较之下，传统的夹钳机器人难以完成这些任务，这意味着未来的软体机器人将拥有更多的应用场景。

一、灵活移动，功能多样

这种机器人不仅能够灵活移动，还可以执行多种任务。例如，它可以推动球向前滚动，展示出其接近和抓取物体的能力。这些功能对于传统的夹钳机器人来说是比较困难的，表明了软体机器人未来可能的应用范围。

1、太空探索的理想伙伴

研究人员认为，这种机器人因其紧凑且易于携带的特性，在太空探索中具有巨大潜力。斯坦福大学机械工程专业的研究生扎卡里·哈蒙德（Zachary Hammond）指出：“在另一个星球上，它可以利用其变形能力穿越复杂的地形，挤过狭窄的空间，越过障碍物。”

在太空任务中，机器人可以在发射前放气，着陆后充气，这样便无需担心能源问题。其柔软的特性也使其更加适应复杂地形，适合执行未知环境下的任务。

2、工业协作助手

这种机器人同样适用于工业领域。例如，工人在使用螺栓固定零件时，可以借助机器人来稳定零件。

3、教育互动工具

将机器人作为教育工具也是一个不错的选择。学生可以自主组装硬件并与机器人进行互动，增强学习体验。

4、其他用途

论文还提到，通过增加更多的滚筒模块，机器人可以被改造为“形状显示器”，实现动态流畅的形状变化，甚至成为高刷新率的3D打印机。如果将触觉感应技术集成到机器人中，用户可以实时与显示的形状进行交互。同样的硬件还可以根据不同需求进行组装，例如疏通管道时可以组装成链式机器人，而在需要快速移动时则可以组装成球形。

二、前景乐观

以往的机器人虽然各有优势，但都无法独立完成复杂的工程任务。而斯坦福大学团队研发的“无绳等周柔性机器人”解决了这个问题，融合了现有软式、集体式和桁架式机器人的优点，使其具备更强的功能性和适应性。除了在工程领域的应用外，这种新型机器人在航空、教育和3D打印等领域也展现出巨大的潜力。