软体机器人在哪儿

目前已经有几家公司正在研究软体机器人，这些公司希望在软体机器人革命到来时能成为首批涉足这一领域的公司。下面介绍一些有名的公司或者比较看好的公司。

Otherlab团队

Otherlab为一群研究新兴技术的研究人员提供了发挥创造力的平台。目前，Otherlab团队已经设计出不同种类的软体机器人和柔性机械装置，Roam Robotics公司的可穿戴式软体机器人矫形器和Pneubotics公司的充气机器人手臂都是该团队的作品。

Otherlab团队开发的许多原型系统都采用了“气囊和约束”（bladder and restraint）机制，这种机制使用一种具有高拉伸强度的弹性织物作为机器人的皮肤，当内部气囊充气时，这种皮肤就会变硬。通过设计指令实现特定容积的充气和放气，就可以使软体机器人缩放自如，既轻便又不失强劲。

Festo公司

Festo是一家德国机器人公司，专门从事工业控制系统生产，比如汽车工厂内的自动焊接系统。Festo公司有一个实验室，专门探索如何将他们自己开发的技术应用于新产品。他们通过3D打印的方式将软塑料变成想要的形状，从而制作出各式各样的软体机器人。迄今为止，他们已经直接打印出几十个灵巧的机器人，其中最大的是一个气动象鼻，由一个个类似椎骨的打印部件组成。它们依次连接在一起，就像手风琴上的挡板一样，在气压作用下收缩和增长。图1-5中还展示了Festo公司开发的生物启发式水母机器人。

图1-5　操作人员在调试Festo公司开发的生物启发式水母机器人

图片来源：“CIMG0325”，由Flickr网站Erik Hansen提供，在CC BY 2.0许可协议下发布

Soft Robotics公司

Soft Robotics是位于马萨诸塞州剑桥市的一家公司，该公司开发了一种软体夹持器，能够抓取和操作各种物体。他们所关注的问题是，在很多环境中，比如亚马逊的仓库里，同一个机器人需要能抓取和操作从U盘到保龄球在内的各种大小、形状的物品，机器人需要高效地把物品装箱并分拣。软体夹持器是解决这个问题的一个很好的方法，因为它们可以在不需要复杂编程的情况下适用于任意几何形状的物品。

Empire Robotics公司

Empire Robotics公司（现已倒闭）曾是一家位于波士顿的公司，该公司曾经做过一款软体钳子。他们的解决方案是使用“颗粒堵塞”（granular jamming）原理（我们将在后面的章节中讨论）。从本质上讲，他们是把一个装满咖啡渣的橡胶袋子装在机器人手臂的末端来捡东西。在生活中你可能会留意到，对于真空包装的大米或咖啡，当打破密封让空气进入的时候，像砖块一样的包装就变成了一个软软的袋子。如果你拿起同样的袋子，在袋子上装一个阀门，通过从阀门抽气就能重新在袋子中制造出真空的环境，你想什么时候释放就什么时候释放。这样你就能把它压在你想拿起的物体周围，通过把空气抽出来使它变硬，然后抓住那个物体。Empire Robotics公司制作的这款软体夹持器采用的也是类似的原理，只不过比我们所描述的更加科学和专业。

注意　当Empire Robotics公司在2017年倒闭时，他们发表了一篇题为“SoftRobotics Commercialization：Jamming Grippers from Research to Product”的高水平文章，描述了他们从设计、生产到销售夹持器的历程。如果你对软体机器人进入主流市场所面临的挑战感兴趣的话，这篇文章非常值得一读。

迪士尼研究院

为了让用户获得更加身临其境的体验，迪士尼研究院（Disney Research）将资源投入与大学联合成立的专用实验室，并投资了一些面向娱乐应用产品的研究项目。尽管迪士尼研究院感兴趣的领域并不仅仅局限于软体机器人，但其中不少项目都使用了柔性设计。他们所追求的目标是让软体机器人将来能在公园里与游客互动，这就要求机器人的外形要有趣、安全、耐用，能与孩子们进行肢体上的交流。2018年4月，迪士尼在其网站（www.disney research.com/publication/force_jacket/）上发表的一篇文章中称，充气式系统还能实现全感官的触觉感受，其“基于压力和振动的感觉效果，与击打、拥抱和蛇在身上移动的感觉一样”。

迪士尼研究院还开发出一些深受软体机器人专家欢迎的计算设计工具。其中一种设计工具能够将刚性机器人的关节和连杆替换为基于柔性材料的系统，另一种设计工具还能从3D模型中自动生成可充气的模型。

Super-Releaser公司

Super-Releaser是一家独立的软体机器人公司，这家公司的创始人Matthew Borgatti也是本书的作者之一。这家公司专注于解决软体机器人领域的难题。Super-Releaser公司利用其在工业设计、快速成型、制造设计、模具制造、铸造和柔性产品方面的经验，将软体机器人应用于人机交互、触觉反馈、宇航服、无人机、医疗设备和材料处理等领域。Super-Releaser还致力于尽可能多地开放其设计上的源代码，以帮助其他初学者建立相关的知识基础，从而能够通过设计实验让这些软体机器人解决他们想解决的问题（见图1-6）。

图1-6　Super-Releaser公司为本书开发的软体四照花传感器

“野生的”软体机器人

如果软体机器人是如此酷炫、高效、实用和必需，那么为什么它们还没有无处不在呢?答案首先是，它们其实已经无处不在了，但它们非常低调。有时我们把各种软体机器人统称为“其他柔性工程”。汽车使用的自动充气轮胎、动态铁磁流体驱动缓冲器、被精确设计的汽车安全气囊，都是柔性的机器人控制实例。柔性的结构被集成到成千上万的日常设备中，从通过透析机输送液体的蠕动泵，到使照相机镜头盖固定在镜头上的弯曲夹子。前面提到的沉船打捞设备也没有被归入“软体机器人”的名下。你还能想到之前被忽视的“野生”软体机器人系统吗？

软体机器人的概念还存在于一些几乎完全由柔性材料制成的复杂设备中。例如，可通过调整高度来控制自身形状的平流层气球已经部署在世界各地，它们作为X实验室（以前称为Google X）Loon项目的一部分，为全球提供无线网络服务。

事实上，在足够大的范围内，每一种材料都是柔性的。住在摩天大楼顶层的居民常常会因为大楼在大风中摇摆而感到惴惴不安。现代的塔楼都设计了减缓这种晃动的机制（甚至对像地震引起的更为灾难性的震动也有所考虑），比如使用调谐质量阻尼器（tuned mass damper）。这些阻尼器都非常重，它们在建筑物内部摆动，以抵消最初导致建筑物晃动的力。尽管塔楼是由玻璃、钢铁和混凝土这些人们通常认为不具有柔顺性的材料建成的，但在足够长的距离内，所有东西都会变得具有柔性。