软体机器人比传统刚性机器人更具多功能性吗？

软体机器人相比刚性机器人为何更具多功能性？

软体机器人由弹性体和水凝胶等柔性可变形材料制成，使其能够以刚性机器人无法实现的方式变形并适应周围环境。《控制、机器人与自主系统年度综述》2022年的一篇评论指出，这种柔韧性与顺应性赋予了软体机器人在突发变化的环境和条件下超越刚性机器人的潜力[2]。例如，2025年一项关于水下软体机器人的研究展示了一种紧凑型液压控制系统，该系统可逆驱动三个独立泵体，总最大压力达0.9兆帕，流量达3.6升/分钟，从而实现对多个软体执行器的精准控制，以完成水下探索等任务[1]。这种适应性是软体机器人相较于通常为特定可预测任务设计的刚性机器人的关键优势。

软体机器人在需要安全人机交互和精细操作的场景中也表现出色。2024年一项关于软体机器人柔性应变传感器的研究发现，传统由金属或塑料制成的刚性机器人，在肢体康复或处理易碎物品等环境中缺乏适应性，而软体机器人组件凭借其超弹性和导电性，能够实现更安全的交互[5]。同样，2025年一篇关于软体机器人自动化技术的综述指出，软体机器人可处理易碎物品、穿越狭窄空间并与人类安全互动，使其在医疗、农业和搜救领域具有理想应用前景[6]。这些能力源于其可变形及响应环境刺激的特性，从而实现了刚性机器人无法达成的新型自动化范式。

软机器人在哪些方面不如刚性机器人？

尽管软体机器人具有多功能性，但在精度、负载能力和耐久性方面仍面临显著局限。2026年一项关于公众对软体与刚性机器人认知的研究发现，普通民众将刚性机器人与精准、坚固和高效联系在一起，而软体机器人则引发了对脆弱性和情感依赖的担忧[3]。这反映了真实的工程权衡：软体材料在负载下可能变形，从而降低其在装配或手术等任务中的精确度。2026年一篇关于软体机器人材料与驱动的综述指出，材料耐久性、控制复杂性和制造限制方面的挑战依然存在，这限制了软体系统在实际应用中的稳健性和可靠性[4]。

此外，软体机器人在高力任务和精确定位方面常面临挑战。2023年一项关于利用颗粒链结构调节软体机器人刚度的研究表明，尽管阻塞方法能提升负载能力和顺应性，但仍存在变形导致的软化问题，这限制了其在需要大变形与高刚度并存场景中的应用[11]。相比之下，刚性机器人在高精度制造和重物搬运领域表现卓越，其刚度和控制精度无可比拟。2022年软体机器人综述也指出，自然界在运动与操控方面仍远胜于现有技术，表明软体机器人在诸多领域尚未达到刚性系统的性能水平[2]。

研究人员如何在保持性能的同时，让软体机器人更具多功能性？

材料与设计的创新正帮助软体机器人突破其局限性。例如，2023年的一项研究推出了一种模块化软体机器人，其采用折纸灵感的外皮，仅凭单一驱动设计即可实现收缩、弯曲和扭转动作，从而能够操控易碎物体并在多种环境中移动[10]。这种模块化设计简化了制造流程，扩展了功能，使软体机器人更具适应性。类似地，2025年的一项研究开发了一种可变直径的吸盘式软体抓取器，可根据需要调整以抓取不同尺寸的物体——这恰恰是固定尺寸吸盘的关键局限[7]。该设计提升了软体机器人在日常场景中应对形状各异物体的通用性。

先进的传感与控制技术同样至关重要。2023年一篇关于软体机器人传感技术的综述指出，集成力觉、温度及形状感知传感器可提升控制能力，使软体机器人能够以类人灵巧度处理易碎物体[8]。此外，2023年的一项研究综述表明，光响应水凝胶可通过光实现无线驱动，促进无绳化操作并拓展应用场景[9]。这些进展解决了早期综述[6]中提到的控制复杂性与能效挑战，推动软体机器人向实际应用迈进一步。

本文引用的文献

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