文章核心观点 - 南方科技大学王宏强教授团队研发的GrowHR软体人形机器人，通过仿生骨骼设计实现了可生长、可变形、多模态运动及本征安全，为机器人安全进入家庭及复杂环境应用提供了全新的技术思路[3][15][39] 仿生骨骼设计 - 团队从人体骨骼获得灵感，提出基于气动膨胀结构与多维稳定机制的新型仿骨变形柔性机构，以解决传统人形机器人质量大、结构刚硬的问题[16] - 仿生连接结构重量仅为350克，却拥有高达315%的可伸展性，采用PVC柔软气室变形，外部包裹不可拉伸织物以提高轴向刚度[18] - 机器人身高可在0.49米至1.36米间自由变化，覆盖幼儿到成人高度，并能从狭小包装箱中自主“成长”至全高[21] - 通过同步电缆约束机构和线性导向杆设计，确保了充放气过程中的稳定性与抗弯曲能力，实现刚柔并济[21][23] 多模态运动能力 - 机器人具备极强的形态适应能力，可通过变形走过仅为原身高36%的矮洞，挤过仅为原身宽度61%的狭缝[24] - 其变形能力结合伺服电机，可解锁类似蚯蚓的蠕动爬行模式，爬行速度较仅使用电机或软驱动器时提升1122倍[26] - 由于密度仅为水的5.8%，机器人可在水中漂浮游泳，并能负担自身16倍的重量，借助脚蹼等实现“水上漂”，适用于水上救援等任务[28] - 机器人仅重4.5千克，可借助涵道风扇或无人机实现空中运输，实验中飞行距离最远达5.5公里，适用于偏远地区搜救[31] 本征安全与动态性能 - 机器人设计将“本征安全”置于首位，身高1.36米但重量仅4.5公斤，不足同尺寸传统刚性机器人重量的20%[33] - 实验数据显示，其倒地时的撞击力仅为同等重量刚性机器人的1/1.7，可安全拥抱儿童，即使跌倒碰撞对人机双方均安全[34] - 超轻体重使6岁小孩也能轻松举起或拖行，满足了未来家庭服务机器人的关键安全需求[13][36] - 柔性结构带来独特动态能力，如可变形腿部能存储并释放弹性能量，完成刚性机器人难以实现的踢球等动作[11][39] 技术前景与产业生态 - 研究为更安全、多功能的人形机器人走入工厂或家庭等场景提供了新思路，相关成果已发表于国际顶级期刊《Science Advances》[15] - 未来通过增加自由度、采用更强动力执行器、结合先进控制与学习算法，此类机器人的自主性与动态性能有望进一步提升[39] - 文章末尾列举了涵盖工业机器人、服务与特种机器人、医疗机器人、人形机器人、具身智能及核心零部件等多个细分领域的庞大机器人产业企业名单[43][44][45][46][47][48]

研究突破概述 - 上海交通大学与江西科技师范大学的研究团队在《Science》期刊发表论文，提出一种“异质交联诱导相分离”策略，设计出新型半分离双相双连续介电弹性体，用于构建高性能人造肌肉 [3] - 该研究代表了软体机器人领域的革命性进步，旨在解决介电弹性体因机电灵敏度不足导致的输出性能瓶颈 [3] 材料科学与技术细节 - 研究策略通过调控两种商业硅弹性体（Sylgard 170与Elastosil P7676）的交联机制，在材料内部构建了独特的互穿双连续结构 [4] - 该结构的特点是“高介电相”嵌入“极软机械相”内，使材料获得了高达360 MPa⁻¹的高机电敏感性 [4] 产品性能与应用展示 - 基于该新型弹性体制备的人造肌肉，在低驱动电场下可同时实现高能量密度、高功率密度和超长使用寿命 [6] - 研究团队成功将该人造肌肉应用于大行程机械臂和具有多模态运动能力的无束缚软体爬行机器人，展示了其强大的性能和多功能性 [3][6]

软体机器人技术特点 - 具备柔韧灵活特性，能够模拟人手精准抓取物体 [3] - 通过气压驱动柔性聚合物肌肉，实现高载重比，在某些场合远超传统刚性机械臂 [4] - 具备IP68级防水防尘设计，在恶劣环境中稳定运行，故障率相较传统机器人降低60% [5] - 具备良好电磁兼容性，在强电磁干扰环境中不受影响，保证作业准确性 [5] - 采用新型形状记忆合金复合橡胶材料，抗拉强度提升至50MPa，形变恢复率保持80% [7] 在汽车制造领域的应用优势 - 在狭小空间内完成复杂操作，实现与人类协作的高效生产线运作 [4] - 在汽车电池包抓取作业中，轻柔精准抓取避免表面划痕或损伤 [4] - 在零部件组装环节自适应调整抓取方式和力度，确保精确组装不规则部件 [5] - 支持多车型混线生产，快速切换生产模式和调整操作流程，提高生产效率降低成本 [6][8] - 在物流环节自主导航，灵活调整动作完成货物分拣和搬运，提高仓储效率 [6] 技术发展与突破 - 控制算法优化是关键难题，磁控软体机器人平台利用时变磁场将关节弯曲角度误差控制在极小范围 [7] - 材料性能突破解决传统软体机器人因强度不足无法胜任高强度部件搬运的问题 [7] - 随着材料科学、AI控制与3D打印技术融合突破，应用前景将更加广阔 [10] 行业影响与未来展望 - 推动汽车生产从大规模标准化向多品种小批量柔性生产转变 [8] - 预计到2030年，全球汽车制造企业采用软体机器人进行柔性生产的比例将从目前10%提升至50% [8] - 将构建无人化运维体系，预计到2028年全球汽车售后服务市场软体机器人渗透率将达到30% [9] - 催生"车-机器人-用户"交互新场景，人形软体机器人可作为汽车智能助手提供各类服务 [9]

机器人手技术发展趋势 - 现代机器人手设计呈现两大趋势：原则性简化（降低驱动和控制复杂性）与软体机器人技术（采用柔顺结构或欠驱动机制）[2] - 研发新型拟人化机器人手是行业重点，旨在满足复杂场景需求并帮助理解机器原理[1] Educational SoftHand-A 设计理念与原型 - 研究团队受PISAIIT SoftHand和耶鲁大学OpenHand系列启发，仅使用乐高MINDSTORMS标准组件构建出拟人化机器人手原型Educational SoftHand-A[4][5] - 该原型引入新型拮抗肌腱布局和离合齿轮，实现柔性协同运动，使中小学生能通过实践理解机器人技术[7] Educational SoftHand-A 结构设计 - 采用四指拟人化构型（食指、中指、小指与拇指），整手具备12个运动自由度，通过双肌腱系统实现开合控制[8][10] - 完全采用乐高教育套装标准组件搭建，驱动系统由两台EV3大型伺服电机和一个可编程控制器构成[11] - 手指采用统一模块化设计，每指总长约145毫米，宽度为30毫米，包含三个旋转关节[12] - 采用典型的双肌腱系统布局，包含四条激动肌腱和四条拮抗肌腱，由独立电机驱动并通过差动齿轮机构协调运动[14] 驱动系统创新 - 差动驱动单元采用共用轴与齿轮结构，关键创新是引入离合齿轮机构，当手指阻力达到5Ncm扭矩阈值时可暂停该指运动[15] - 驱动电机最大输出扭矩为40Ncm，用户可通过图形化编程调节肌腱张力，适用于算法测试与教学演示[15] 性能测试结果 - 单指完成一次完整屈伸循环约需1秒，整手运动速度与单指表现一致，完整动作周期保持在1秒左右[15][17][19] - 教育版单指承载与推力约为5-6牛顿，略低于3D打印版本的6-8牛顿，但拮抗肌腱机制无需被动弹性元件即可产生可观推力[17][19] - 在自适应抓取测试中，该手能成功抓取九类不同重量（0.1-0.8公斤）的物体，并对其中三种物品实现了两种不同的抓取方式[20][22] 行业企业生态 - 行业生态涵盖工业机器人、服务与特种机器人、医疗机器人、人形机器人、具身智能及核心零部件等多个细分领域企业[25][26][27][28][29][30][31]

会议基本信息 - 第十届软体机器人大会将于2025年11月14日至16日在山东青岛哈尔滨工程大学青岛创新发展基地举行 [2][28][29] - 会议包括大会报告、分会场邀请报告、专题报告、软体机器人创新设计竞赛及企业展览等环节 [28] - 主办单位为哈尔滨工程大学，承办单位包括哈尔滨工程大学船舶工程学院、青岛创新发展基地和清华大学出版社 [29] - 协办单位包括北京大学工学院、中国海洋大学工程学院、上海交通大学机械与动力工程学院等 [29] 会议主题与议程 - 会议主题覆盖软体机器人基础理论、先进应用和学科交叉，具体包括10个方向：新工艺新技术新装备、基础理论与材料科学、驱动与控制技术、感知与交互技术、医疗与健康护理、极端环境探索与救援、制造与原型开发、学科交叉与创新、人工智能与软体机器人、应用探索 [30] - 会议简明日程：11月14日报到和研究生论坛及竞赛，11月15日上午开幕式和大会报告、下午分会场报告及竞赛颁奖，11月16日上午大会报告、下午分会场报告，11月17日返程 [36] 参会注册与费用 - 注册费用分为非学生和学生两类，10月31日前非学生2200元、学生2000元，10月31日后非学生2500元、学生2300元 [41] - 付款方式包括支付宝扫码支付和银行转账至青岛哈尔滨工程大学创新发展中心账户 [42][43] 创新设计竞赛 - 软体机器人创新设计竞赛设四个赛道：开放主题海报评比、软体机器人物品抓取比赛、软体机器人水陆跨越赛、水下软体机器人创新挑战赛 [43][44] - 参赛要求全国高校在校专科生、本科生、研究生以个人或团队方式报名，每队不超过4名学生和2名指导教师 [45] - 大赛采用初审和决赛赛制，各赛道设立一等奖、二等奖、三等奖及优秀奖 [46] 赞助与参展 - 会议设置金牌赞助、银牌赞助、铜牌赞助三个类别，赞助权益包括logo展示、公司介绍、晚宴冠名等 [52] - 参展单位每个展位费用15000元，包括2人午餐和晚宴费用、展台费用和资料费用 [53] 相关企业名单 - 工业机器人企业包括埃斯顿自动化、埃夫特机器人、非夕科技、法奥机器人、越疆机器人、节卡机器人等 [58] - 服务与特种机器人企业包括亿嘉和、晶品特装、七腾机器人、史河机器人、九号机器人、普渡机器人等 [58] - 医疗机器人企业包括元化智能、天智航、思哲睿智能医疗、精锋医疗、佗道医疗、真易达等 [59] - 人形机器人企业包括优必选科技、宇树、云深处、星动纪元、伟景机器人、逐际动力等 [60] - 具身智能企业包括跨维智能、银河通用、千寻智能、灵心巧手、睿尔曼智能、微亿智造等 [61] - 核心零部件企业包括绿的谐波、因时机器人、坤维科技、脉塔智能、青瞳视觉、本末科技等 [62]

技术突破核心 - 英国布里斯托大学和伦敦帝国理工学院研究团队开发出一种名为“电变形凝胶”（e-MG）的新型响应性软物质，能够在非接触式电场刺激下实现远程、可控且多样化的复杂形变与运动 [1] - e-MG由柔软弹性体基质、介电液体与纳米级碳材料复合构成，其中均匀分散的纳米碳形成导电网络，在外部电场作用下促进电荷迁移，是实现高效机电转换的关键 [3] - 该技术方案通过材料设计、驱动机制与系统控制三方面的协同创新，构建了一套完整的非接触式电场驱动软体机器人技术方案 [10] 材料性能与优势 - 在材料制备中，团队系统探索了炭黑含量对e-MG电学特性与机械性能的影响，含0.5wt.%炭黑的样品在驱动速度与驱动力方面表现最优 [10][13] - 性能测试显示，最优配方的e-MG样品变形响应速度较不含炭黑的样品提升约27倍，并在万次驱动测试中未出现明显性能衰减 [13] - 相较于传统电磁驱动，e-MG仅需通过轻量化电极构造复杂电场，显著降低了系统复杂度和整体体积，且其变形能力无需在制造过程中预先设定，可通过电场配置实时调整，具备更高任务适应性与行为灵活性 [6] 应用演示与潜力 - 实验中，e-MG机器人展示了仿体操运动员的倒立摆动、仿蜗牛的越障行为、仿蛙舌的快速抓取等一系列仿生动作 [6] - 团队设计了多类操控场景，包括基于平面电极与圆柱电极的二维运动控制、垂直壁面攀爬、狭窄通道穿越以及多机器人独立并行操控，验证了e-MG在不同介电环境中的适应性与功能多样性 [14] - 该技术展现出在工业检测、生物医疗及空间探测等领域的应用前景 [6][15]

技术突破核心 - 研发出一种可在柔软灵活和坚硬有力状态之间自由切换的新型人造肌肉 [1] - 该人造肌肉采用双重交联聚合物网络结构，化学键提供结构强度，物理键通过热刺激改变刚度 [1] - 材料中加入了磁性微粒，使其能在外部磁场控制下实现精确运动 [1] 性能指标 - 仅重1.25克的微型人造肌肉在刚性状态下可举起5千克重物，相当于自身重量的4000倍 [1] - 在柔性状态下，材料的伸展率可达原始长度的12倍 [1] - 收缩过程中的应变率达到86.4%，超过人类肌肉约40%的两倍以上 [1] - 单位体积功率密度高达1150千焦/立方米，是人类肌肉的30倍 [1] 应用前景 - 技术成果有望推动软体机器人领域的发展 [1] - 为研制更灵活的可穿戴设备提供了新可能 [1] - 在医疗辅助技术和直观的人机交互系统领域具有应用潜力 [1]

技术突破 - 江南大学孙丰鑫研究团队提出全新“结构驱动式”编织设计框架 [1] - 该框架仅通过控制针织结构的几何布局即可在织物中“写入程序” [1] - 该技术赋予软体机器人灵活的变形能力与拟态伪装能力 [1]

技术突破 - 开发出全新软体机器人手术系统 完全不需要电机驱动 仅靠液压传动实现精准内窥镜手术操作 [1] - 从水蛭获得灵感设计三爪抓持器 能够像水蛭吸盘一样牢牢抓住组织 [1] - 在离体猪肠实验中成功完成病变组织的抓取 提升和电切除全过程 [1] 行业痛点 - 现有ESD机器人系统采用钢缆驱动机制 在狭窄弯曲肠道内操作时产生严重摩擦力损失和控制滞后 [4] - 传统系统依赖微控制器 直流电机和泵等复杂组件 使设备体积庞大 价格昂贵 [4] - 现有系统多采用双爪抓持器 抓取圆形或不规则组织需要频繁调整旋转角度 增加医源性损伤风险 [5] 仿生设计创新 - 基于水蛭口器结构设计三爪抓持器 三个爪子呈120度均匀分布在圆形结构上 [6] - 抓持器直径仅4毫米 长度8.5毫米 开口面积可从12.5平方毫米扩展到31.2平方毫米 扩展系数达2.5倍 [8] - 建立精确数学模型描述运动特性 压力与位移关系二次方程的R²值达0.998 [8] 控制系统优势 - 开发纯机械主从操作机制 完全不依赖电子控制 [9] - 采用三个注射器作为液压源 通过机械结构实现1.45的力放大比 [11] - 液压传动能量损失几乎可忽略 高弯曲角度下仍保持稳定力传递和精确控制 [11] 性能表现 - 软体机械臂可伸长70毫米 实现100%伸长率 完成40毫米直径旋转轨迹 [12] - 产生最大3.88牛顿力 远超过ESD手术所需的2.26牛顿阈值 [12] - 平均跟踪误差仅0.2毫米 响应延迟仅0.0895秒 远低于150毫秒安全期限 [12] 实验验证 - 在硅胶结肠模型中成功完成肿瘤抓取和提升操作 [15] - 在离体猪大肠实验中验证与电切装置协同工作能力 [16] - 系统在0.2赫兹频率下连续工作超40分钟 Y轴位移偏移仅0.9% [18] 竞争优势 - 提升力3.88牛顿超过FPCW的1.54牛顿 STRAS的0.9牛顿和其他系统的0.47牛顿 [19] - 保持5.5毫米紧凑直径同时能覆盖整个结肠范围 包括盲肠和回盲瓣等传统系统难以到达区域 [19] 应用前景 - 设计理念有望应用于其他自然腔道内窥镜手术领域 如经鼻内窥镜手术和经尿道膀胱肿瘤切除术 [20] - 未来将改进触觉反馈功能并集成图像处理技术 [20]

核心观点 - 中国军事科学院国防科技创新研究院团队开发出一种仿生折纸外骨骼 显著提升软体机器人的刚度和负载能力 同时保持其柔性和变形能力 该技术通过多稳态折纸结构实现刚柔并济 在无人地面车辆和无人机平台演示中展现出强大应用潜力 [3][4][18] 折纸外骨骼设计理念 - 从虾蛄等生物外骨骼的刚性-柔性耦合设计获得灵感 采用梯形几何面板和铰链连接的非对称结构实现双稳态行为 [3][4][5] - 结构在面内方向具有高拉伸/压缩刚度 面外方向通过弯曲铰链实现低弯曲刚度 允许大变形 [7] - 多模块串联可实现216种稳定构型 提供丰富形态适应性且无需持续能量输入维持状态 [9] 机械性能验证 - 单个模块自重30克 可承受6.24kg轴向压力 承载重量比达208:1 弯曲状态下负载能力2.03kg [12] - 集成层板扭转接头后弯曲负载能力提升23% [12] - 外骨骼以非侵入式包覆软体执行器 抗压能力从23.1N提升至80.0N [14] 实际应用演示 - 在UGV平台部署600毫米机械臂 成功在复杂地形导航并在700毫米高度抓取运送物体 [15] - 在JT-10无人机平台部署1.7米机械臂 总重4.15公斤 完成精准穿刺和重物搬运任务 [16] - 机械臂连续执行拉开抽屉取物动作 无人机姿态偏差控制在±6°以内 [16][17] 技术优势 - 解决软体机器人刚度-变形矛盾 提供工程可行方案 降低控制复杂性和能耗要求 [18] - 通过可主动变形的机械超结构实现刚柔并济能力 触发形态改变仅需低能量输入 [18]