說起機器人，你首先想到的是不是特斯拉的鋼鐵機器人，亦或是小米的鐵大機器人，實際上，機器人不一定是擁有金屬外骨骼的「硬」機器人，比如【超能陸戰隊】裏面機器人大白，這樣的軟體機器人，在研究領域也頗受關註。軟機器人由於其自身的材料組成和結構特性，具有互動安全、適應力好、靈活性強等特點。如今被廣泛套用於醫療服務、農業收獲、救災救援、水下探測等領域。本期我們就來聊聊軟體機器人技術。
本期嘉賓
李曙光
：清華大學機械工程系 副教授
研究方向主要包括模組化機器人、集群機器人、折紙/折疊機器人、軟體機器人，以及類生命機器人相關技術和套用，特別是基於 AI 輔助的機器人自動設計、自動制造、自組裝、自組織和自適應技術。研究工作涉及機械、電子、電腦、材料、生物、物理等多個學科知識的交叉融合。
吳誌剛
：華中科技大學機械科學與工程學院 教授
長期從事人形結構仿生機器人、具身智慧軟體機器人、數位（AI）驅動的智慧軟體設計與制造，承擔了多項國家基金重點、面上計畫，重大研發課題等科研計畫，取得了多項創新成果。包括仿生靈巧手設計、深度學習物體操作規劃、人體運動感知和觸覺傳感器設計；可編程折紙機器人、軟磁機器人、氣動機器人、仿生機器人等。
主持人
冰冉
：中國科學院微生物研究所 碩士
時間軸
02:00
軟體機器人與柔性機器人的異同
05:39
與剛性機器人的差異
13:10
軟體機器人是否能實作類似於人體的操控方式
17:29
軟體機器人的大小尺度：奈米級至米級
22:30
在哪些場景下軟體機器人更具優勢
27:50
軟體機器人的構成模組部份
31:04
驅動與能源系統
33:55
柔性軟材料的力學效能——活塞
35:35
材料領域是否能滿足當前需求
38:50
AI 賦能下的軟體機器人研究
49:18
軟體機器人的傳感器
53:40
軟體機器人的已開展的套用領域：醫療、工業、農業
1:00:40
從實驗室到商業化還有哪些要做的事
重點摘要
軟體機器人以其柔軟的材質、良好的互動安全性和適應力受到關註。相較於傳統的剛性機器人，軟體機器人使用矽橡膠、水凝膠等軟性材料制成，能夠在復雜環境中安全作業，並且具有更好的靈活性和可進入性。它們的研究和套用領域廣泛，包括醫療、農業救災和探測等。軟體機器人的發展標誌著機器人技術的進步，特別是它們在與人類和環境互動方面的獨特優勢。
● 探討軟體機器人在安全性和靈活性方面的優勢
軟體機器人的兩個主要優勢：安全性與原材料帶來的容錯性。軟體機器人在與人、環境及物體互動時具有較高的安全性，且其操作無需高度精確度便能完成任務，這一點對於日常生活中機器人的套用尤為重要。此外，軟體機器人的柔順性可以透過材料和本體結構來實作，也可以透過演算法來最佳化，讓軟體機器人更好地適應各種環境和任務。
● 探索軟體機器人的尺寸、驅動與能源系統
對於軟體機器人的尺寸，一方面，軟體機器人可以做得非常小，其最小尺寸受限於制造技術而非材料，小至達到奈米級別，用於執行特定功能如奈米操作。另一方面，大型軟體機器人的發展受到物理法則的制約，例如自重和支撐能力，但仍有可能實作米級甚至更大的規模。
軟體機器人技術通常包括本體、控制、感知及能源系統。其采用柔性材料，能在不同尺度下執行多樣化任務。驅動系統多樣，如光、聲、熱或化學反應等外部能源。透過創新設計，軟體機器人展現出獨特優勢，如透過軟體機器人活塞以達到力的放大。
探討了人工智慧（AI）如何套用於材料科學和軟體機器人設計中的套用，如開發軟體機器人理想的材料、改變材料的物理內容來制作靈活的傳感器等。
● 探索軟材料的潛力與開發
當前軟材料因其豐富多樣性和可塑性，為我們開辟了創造前所未有的物品的可能性。然而，相對於傳統硬材料的穩定性和成熟解決方案，軟材料的套用和發展仍面臨諸多挑戰，包括對其特性的快速變化缺乏深入理解以及處理經驗的不足。盡管如此，新材料的研發工作正不斷推進，借助人工智慧等先進技術，有望加速材料設計和最佳化過程，使之更好地滿足特定需求，如提高力的響應性或實作特定功能。此外，透過創新的結構設計和利用超材料原理，我們能夠賦予軟材料以獨特而先進的效能，例如調控光的行為，從而開啟更多科學與工程領域的套用前景。
● 探索軟體機器人的套用與前景
如在醫療方面，透過使用能夠進入人體自然腔道系統的軟性導管式機器人，實作對心血管和腦部疾病的治療。利用軟材料制造的微型機器人在康復訓練等方面的可能性，以及這種柔軟性質對於改善使用者體驗的重要性。在救援領域軟體機器人用於處理受限空間和非結構性環境下的搜救任務，如地震廢墟中的生命搜尋。以軟性機械手為例，其無需精確感知目標物體尺寸即可完成抓取任務的能力，尤其適用於抓取硬脆且易碎的物品，如果實采摘、太陽能面板抓取等。
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主持人：冰冉 DeepTalk
剪輯：嘉魚
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