软体机器人也有“七十二变”

张敏

未来的某一天，当你在街头遇到一只大摇大摆的“章鱼”，甚至它还会对你点点头、挥挥爪，请不要惊慌，这是目前已经研制成功的软体机器人。不久前，哈佛大学就研制出一款名为“Octobot”的软体机器人。这款软体机器人只有手掌大小，自带运动燃料，可通过调控内部气体实现自主运动，既不需要连接计算机获取指令，也不包含任何电子元件，不禁令人啧啧称奇。由于Octobot采用3D打印技术配合柔性材料制造，因而具备了完全柔软的“身体”。

软体机器人可不同于一般的钢铁“硬汉”，其采用的结构和材料包括硅胶、液晶等弹性物质，具有较高的自由度，不仅可以较好地适应外界环境，更可在外力作用下巧妙变身。软体机器人理论上具有无限多自的由度，可实现灵活弯曲、扭转，即使遭受到外界撞击也不会对自身产生大的伤害。基于这一优良血统，软体机器人可在空间狭小、非结构化环境下完成常人难以匹敌的復杂任务。

“八爪怪”软体机器人其实相当于一个气动导管，通过内部的化学反应产生大量气体聚集压缩，并利用气体的压强变化实现机械运动。以往的软体机器人在运动上都存在通病，由于供能和控制部分通常需要连接机器人躯体，软体机器人在移动时背后经常拖着长长的电线，严重影响了软体机器人的自主运动。如今，“八爪怪”软体机器人通过躯体内部集成的运动器和控制系统自主运动，真正实现了健步如飞乃至飞檐走壁。

与普通机器人相比，软体机器人可通过内部化学物质实现颜色可变发光，并可通过充气增压和通道膨胀实现快速移动。目前研究的软体机器人可在30秒内迅速变身，一旦完成颜色转换，颜色层就不再需要动力来维持色彩，移动到特定位置后常常与背景难以区分。同时，一些软体机器人在设计之初就巧妙参照了仿生模型外观，利用3D打印工艺制造出来后简直可以“以假乱真”，肉眼不仔细观察真的难以分辨。

事实上，软体机器人的生产并不复杂，制作工艺相对较为简单。软体机器人“八爪怪”的“大脑”，是一个可控制八个触手运动的柔性微流控制芯片。在“八爪怪”出生的“产房”里，可以看到3D打印机、章鱼形状模具和用于3D打印的铂金属墨水等特殊材料。生产软体机器人时，首先将特殊材料倒入章鱼模具中覆盖微流控制芯片，之后通过3D打印机在软体机器人的身体里打印出可用于传递气体的中空管道。这个管道可实现软体机器人的身体与“大脑”相连接并实现信息传递。再经过一系列特殊的化学反应，一个栩栩如生的章鱼软体机器人就诞生了。