想象一个机器人．也许你只是变出了一个有着坚硬的金属外壳的机器。虽然带硬外骨骼的机器人很常见，但它们并不总是理想的。软体机器人它可能会更好地适应不断变化的环境，与人一起工作也会更安全。
机器人专家通常需要决定是设计硬体还是软体机器人来完成特定的任务。但这种权衡可能不再是必要的。
使用电脑模拟在美国，麻省理工学院的研究人员已经开发出一种软体机器人的概念，这种机器人可以根据需要转动刚性。这种方法可以使新一代的机器人结合刚性机器人的强度和精度和柔性机器人的流动性和安全性。这篇论文的第一作者、麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的博士后詹姆斯·伯恩(James Bern)说:“这是尝试看看我们是否能同时兼顾两个世界的第一步。”
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机器人专家已经试验了无数种操作软机器人的机制，包括在机器人手臂上充气气球一样的腔室，或者用真空密封的咖啡渣抓取物体。然而，软机器人的一个关键未解决的挑战是控制-如何驱动机器人的驱动器以实现给定的目标。
直到最近，大多数软机器人都是手动控制的，但在2017年，伯尔尼和他的同事提出，一种算法可以取而代之。通过模拟来帮助控制一个由缆绳驱动的软机器人，他们为机器人选择了一个目标位置，并让计算机计算出要到达那里需要拉动每根缆绳多少。每次我们伸手去拿东西时，我们的身体也会发生类似的动作:手的目标位置会转化为手臂肌肉的收缩。
现在，伯尔尼和他的同事们正在使用类似的技术来问一个超越机器人运动的问题:“如果我以正确的方式拉电缆，我能让机器人动作僵硬吗?”伯尔尼说，他可以——至少在计算机模拟中可以——这要归功于来自人类手臂的灵感。肱二头肌的收缩可以使你的肘部弯曲到一定程度，同时收缩肱二头肌和肱三头肌可以使你的手臂僵硬地固定在那个位置。简单地说，“你可以通过拉动物体的两边来获得硬度，”伯尔尼说。所以，他把同样的原理应用到他的机器人身上。
研究人员的论文提出了一种同时控制缆索驱动的软机器人的位置和刚度的方法。该方法利用了机器人的多根缆索，其中一些用来扭转身体，另一些用来平衡彼此，以调整机器人的刚性。伯尔尼强调，这一进步并不是机械工程领域的一场革命，而是控制电缆驱动的软机器人方面的一个新突破。
他说:“这是一种直观的方式，可以扩展你如何控制一个软机器人。”“这只是把(按需刚性的)想法编码成计算机可以处理的东西。”伯尔尼希望他的路线图有朝一日能让用户像控制机器人的运动一样轻松地控制机器人的刚性。
在计算机上，伯尔尼使用他的路线图来模拟各种形状的机器人的运动和刚度调整。他测试了机器人在加固后，在被推动时抵抗位移的能力。一般来说，机器人保持了预期的刚性，尽管它们并非从所有角度都具有同等的抵抗能力。
“双模材料加州大学伯克利分校的电气工程师Muhammad Hussain说，他没有参与这项研究。他提出了在医疗保健领域的潜在应用，有朝一日，软性机器人可以通过血液流动，然后变硬执行任务显微外科在身体的某个特定部位侯赛因说，伯尔尼的示威“显示了一条通向未来的可行道路”。
伯尔尼正在制造一个机器人原型，以测试他的按需刚度控制系统。但他希望有一天能把这项技术带出实验室。“与人类互动绝对是软机器人的一个愿景，”他说。伯尔尼指出了机器人在护理人类病人方面的潜在应用，机器人的柔软性可以提高安全性，而它变得坚硬的能力可以在必要时举起来。
伯尔尼说:“核心信息是让机器人的刚度易于控制。”“让我们开始制造软机器人，这种机器人既安全，又能根据需求采取刚性行动，并扩大机器人可以执行的任务范围。”
来源:麻省理工学院
