文章核心观点 - 马来西亚理工大学团队研发出一款创新的软体连续体机器人，能够以单一设备、一根软臂完成桥梁从水面到水下的全方位检测，实现水上水下无缝切换，无需更换硬件[2] - 该机器人设计极简，通过巧妙的机械结构和控制策略，仅用三个自由度即可满足桥梁检测需求，预估制造成本低于1500美元，相比传统多设备方案成本大幅降低[3][4][5][8] - 该技术方案从第一性原理出发，以最少的硬件和聪明的架构解决了问题，不仅为桥梁检测提供了高性价比的新选择，未来还有望拓展至大坝、海上风机、船体等半浸没结构的检测应用[29][27] 传统桥梁检测方法及其痛点 - 传统方法需要调度无人机、无人船和遥控潜水器（ROV）三拨人马和设备协同作业，成本高昂、操作复杂，且设备间可能相互干扰[1][2] - 无人机适用于桥上检测，但续航短，约20分钟就需更换电池[4] - ROV适用于水下检测，但无法抬头观察桥底结构[4] - 将无人机与ROV组合使用的多机系统，设备成本高达5万美元起步，且需配备两拨操作人员，人力成本高[4] 新型软体机器人技术方案详解 - **设计思路与结构**：采用“一根软臂吊着干”的反向设计，结构极简，主要包含一个旋转底座、一根扁软臂、一个ACTR滑块以及三台步进电机[5] - **三电机控制策略**：仅用三个自由度实现灵活操作。电机1控制旋转底座实现360度转向；电机2通过拉动ACTR滑块控制软臂有效弯曲段的长度，从而改变弯曲半径和视野；电机3拉动臂尖肌腱，直接控制臂尖弯曲方向和幅度[8][10][11] - **外露肌腱设计**：故意采用外露肌腱设计以降低内部摩擦、便于维护和快速更换（换线约五分钟），且避免了因护套进水导致的卡死问题[14][15] - **ACTR滑块作用**：该滑块兼具限位器和肌腱路由器功能，能在臂上滚动以近乎零摩擦的方式移动，并将臂尖的牵引绳引回电机，仅用两根肌腱实现变曲率操作[11][16] 机器人性能验证实验 - **实验设置**：在实验室搭建桥梁模型，设置了5个关键检测点位，包括完全浸没的水下地基、半水半空的桥墩底部、结构连接点支座、远端主梁以及最难触及的桥面下方[18] - **实验结果**：操作员远程操控，在ACTR滑块位于20厘米、30厘米、40厘米三个不同位置时，机器人都成功拍摄到了所有点位的清晰图像。臂尖的1080p摄像头能捕捉细节，滑块上的720p广角镜头提供全景视图[19][21] - **视角灵活性**：不同ACTR高度对应不同检测模式。ACTR在20厘米处时臂弯曲急，适合大范围扫描；在40厘米处时臂弯曲缓，适合近距离精细观察[19][21] 成本效益与市场潜力分析 - **成本对比**：该软体机器人预估设备成本低于1500美元，操作时薪低于100美元，且仅需一人操作并可实现无限续航（插电）。相比之下，无人机设备成本为5千至5万美元，时薪100-300美元；ROV设备成本1万至10万美元，时薪200-500美元；多机系统设备成本5万至20万美元，时薪300-800美元且需2-4人[23][24] - **长期成本优势**：团队测算，检测20座桥的5年总成本，人工方案需65000美元，无人机方案需45000美元，而该机器人方案仅需9300美元，成本降低约85%[26] - **当前局限性**：目前适用于10-20米高度的桥梁（更高需配吊车），在浑浊水域需加装灯光，在高速水流中需更换打孔臂以减少阻力[26] - **应用拓展**：该技术未来不仅限于桥梁检测，还可应用于大坝检测、海上风机基础巡检、船体外壳探伤、港口设施维护等各种半浸没结构[27] - **未来迭代方向**：后续版本可能包括可伸缩臂、模块化设计、半自主辅助操作以及集成更多传感器[28]

文章核心观点 - 哈佛大学研究团队提出了一种名为旋转多材料3D打印（RM-3DP）的全新制造范式，解决了快速、高效制造结构复杂、功能可编程软体机器人的难题 [1][2] - 该技术通过将复杂的内部气动网络直接打印进软体机器人身体，并集成算法路径规划，实现了对机器人形变的亚体素级别动态编程，极大地拓展了软体机器人的设计和制造边界 [2][12][25] 旋转多材料3D打印（RM-3DP）技术原理 - 技术核心在于一个特殊设计的3D打印喷头，可挤出核-壳结构（core-shell）长丝 [6] - “壳”由光固化弹性体墨水构成，形成软体机器人的身体；“核”由温敏性凝胶“牺牲墨水”填充，打印后可用0°C冰水冲走，留下中空的气动通道 [7][8] - 通过精确设计喷头内部几何形状（如角度φ），可制造出不对称的通道截面，从而实现充气时的定向弯曲驱动 [10] - 打印喷头可一边挤出材料一边高速旋转，从而在打印过程中任意改变内部不对称通道的朝向，实现直线、S形或螺旋形等不同形变 [11] - 通过控制“牺牲墨水”的挤出流速（Qf），可动态改变通道横截面积，从而控制形变大小或制造“惰性”连接段 [11] 可编程复杂形变能力展示 - **一维（1D）长丝**：单根长丝充气后可精确弯曲成预设曲率，实验结果与模拟高度吻合 [13] - **周期性弯曲**：通过多次180度旋转打印，长丝充气后像波浪一样周期性向不同方向弯曲 [15] - **螺旋扭转**：通过连续旋转打印（w* = -1），长丝在83kPa压力下驱动时扭转成紧密螺旋线圈，末端角位移高达880度 [15] - **局部铰链**：通过在一小段打印粗通道（高Qf）两侧连接细通道（低Qf），形成“铰链”，充气时弯曲角度可超过180度，实现“对折”效果，并可用一根长丝打印出充气后自动折叠的线框立方体 [16] - **二维（2D）表面**：将多根长丝并排打印构建表面，通过编程“棋盘格”图案中相邻区域气动通道方向相反（如θf = 0°和180°），实现充气时区域化形貌控制（有的向上拱起，有的向下弯曲） [17][18] 算法集成与复杂结构制造 - 引入基于费马螺线（Fermat spirals）的连续打印路径规划算法，可将任意二维矢量图像（如花朵或手轮廓）自动转换成一条连续不断的打印路径 [21] - 使用该算法和RM-3DP系统制造出“机器花朵”，充气时花瓣优雅地向中心卷曲，模拟绽放 [21] - 制造出拥有5个独立气路输入的软体机器手，算法自动生成覆盖手掌和五指的连续路径，并在手指“关节”位置通过程序化改变挤出流速预设“铰链”结构，可独立控制每一根手指弯曲 [23] - 将该机器手固定在机械臂上，成功围绕泡沫小球实现保形抓握并将其从桌上提起，展示了技术的实用性 [25] - 该技术是一套集设计、路径规划、材料打印于一体的自动化工作流程，能将复杂仿生设计快速转化为功能强大的实体机器人 [25] 研究发表与行业关联 - 这项重磅研究已发表在材料科学领域国际顶级期刊Advanced Materials上 [5] - 文章末尾列出了大量工业机器人、服务与特种机器人、人形机器人、具身智能、医疗机器人及上游产业链的相关企业名称，显示了该技术与机器人行业的广泛关联 [29][30]

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]