我们未来 机器人 的统治者可能会拥有温柔而坚定的触感。哈佛大学和麻省理工大学的研究人员创造了一种拥有折纸式肌肉的软体机器人，它能够举起令人难以置信的重物。
让你的 机器人变得柔软 有很多好处。所谓的软体机器人非常适合挤进狭小的空间，这在灾难后的搜救场景中可能很常见。与由硬质材料制成的传统机器人相比，它们也不那么容易损坏，传统机器人可能会因过度用力而碎裂。也许最重要的是，它们非常适合与人类互动。一个完全由柔韧、柔软材料制成的机器人，在手术中不会意外刺穿你的心肌，也不会在你从一堆瓦砾中搜寻你时割伤你。
但至少有一个原因要让机器人由更坚硬的材料制成。如果使用柔软的材料，制造一个抓握力强的机械装置要困难得多。想象一下，如果你手里没有一根骨头，却试图捡起什么东西。首先，真恶心？其次，你会非常困难。
即便如此，你仍然可以抓取东西，而不需要骨头。想想像高贵的章鱼这样的无脊椎动物：这只生物的八条腿里没有一根骨头，但它们可以通过肌肉的运动来移动，而无需骨骼支撑。即使在有骨骼的动物中，有些结构也没有骨骼。例如，想想 舌头，或者大象的鼻子。所以工程师们知道一定存在合适的解决方案。
本周发表在 《美国国家科学院院刊》 上的一项研究提出了一种潜在的解决方案。通过创造一种受折纸启发的柔性“骨架”（别担心，它仍然相对柔软），研究人员能够制造出可以举起自身重量 1000 倍的机器人。他们也没有牺牲软体机器人的优点。虽然一个 2.6 克重的肌肉可以举起一个 3 公斤重的物体，但它也可以轻轻地抓取一朵花而不压碎娇嫩的花蕾。
内部骨架实际上可以用各种廉价材料制成。例如，工程师们折叠了软硅橡胶片，以及透明聚酯薄片。他们甚至用可溶性材料进行了成功的测试，这些材料可以用于制造一次性使用后即可在原处溶解的医疗或环境机器人。在对整体柔软度要求不那么高的机器人中，金属线圈可以提供额外的强度，或者骨架可以用电子板制成，以便安装屏幕或实现颜色变化。研究人员指出，根据材料的不同，可以使用各种制造技术——3D 打印、机械加工、铸造、成型，甚至手工折叠。
骨架放入一个装有空气或液体的袋子里（就像骨架一样，外皮也可以用各种材料制成），形成一个单独的肌肉。然后，真空吸力会导致外皮塌陷或膨胀，促使内部骨架根据其“编程”或工程师折叠的方式展开或收缩。简单的手风琴式折叠可以实现上下运动，但其他折叠方式可以促使肌肉在被挤压时卷曲，或者扭曲成环形抓取机构。该团队将由此产生的结构称为流体驱动的折纸式人造肌肉（FOAM）。
“这些肌肉的关键方面之一是它们是可编程的，也就是说，设计骨架如何折叠就定义了整个结构如何移动。你基本上免费获得了这种运动，而无需控制系统，”第一作者 Shuguang Li，Wyss 研究所和麻省理工学院 CSAIL 的博士后研究员，在声明中说。这种简单的物理编程通过仅通过气流控制各种运动，降低了机器人大脑的智能化需求。
“可能性确实是无限的，”论文的资深作者之一、麻省理工学院电气工程与计算机科学 Andrew 和 Erna Viterbi 教授 Daniela Rus 在一份声明中说。“但我想用这些肌肉做的第一件事是制造一个大象机器人，它的鼻子可以像真实大象一样灵活有力地操纵世界。”
