机器人“变软”（一）：突破机器人普及应用卡点，软体机器人走向台前

安全与成本

机器人走进千家万户的两大瓶颈

长久以来，作为生产力的革命性突破力量，机器人的研发与应用普遍在重点追求精度和速度，以充分帮助人类提高生产力。这也就要求机器人必须具备精准设计的刚性结构，才能具备“快而准”的作业能力。而也正是由于刚性的特点，导致机器人的身体无法变形，难以实现与环境很好的交互，安全性低，应用范围受限。

随着各行业、各应用场景需求的不断扩大，这种传统“刚性机器人技术”的应用局限便愈发凸显，尤其是安全性与成本这两大瓶颈，限制了其大规模普及应用。

一方面，日常经济与生活场景复杂多变且不规则，多样化、高互动的任务决定了机器人必须具备超强的适应性与安全性。而由于金属刚性材料、刚性关节、电机驱动等特点，现阶段常见的刚性机器人往往结构坚硬，运动自由度相对匮乏，对复杂多变的环境、任务、外部互动则难以适应。在需要与作业目标，甚至人类进行物理交互时，由于高刚度结构，机器人往往难以灵活调整力度与动作幅度，很容易造成意外伤害。

另一方面，多场景下高频次的使用需求，也对机器人的成本提出挑战。目前，常见的机器人往往硬件构成复杂，包括控制器、传感器、精密减速器、交流伺服电机等，价格昂贵，加之复杂的控制系统和维护需求，导致整体成本居高不下，增加了终端用户长期使用的经济负担，限制了在大众市场的大规模推广——尽管很多厂商已经在成本控制上取得显著进展，依然难以跳出“功能增加，成本激增”的技术范式限制。

以时下火热的人形机器人为例，虽然其具备多样应用场景，巨大的应用潜力引发了热议与期待，但离普及应用落地还存在诸多挑战，而安全性和成本也是业界公认的重点突破口。正如时下爆火的宇树机器人创始人王兴兴坦言，机器人未来将不仅仅是辅助工具，还需要与人类深度互动，真正融入到日常生活中，但目前还需要等待技术的进一步成熟，以确保安全性。因此在具体的技术进展方面，宇树科技也一直在进行软件算法的升级，以让机器人动作更加柔顺。而价格方面，春晚舞台上“扭秧歌”的人形机器人惊艳全国，但要进入每家每户，成本的进一步优化依然是各类人形机器人的必经之路。

软体机器人

机器人规模化应用的全新技术路线

事实上，为了满足更多行业和场景的应用需求，业内一直通过各种手段在让机器人更“软”，越来越多的产品或解决方案开始强调“柔性”、“安全”、“灵巧”等特点。

比如人形机器人，为增加灵活度和柔顺性，业内普遍的技术路线是通过力位混合控制技术和AI强化学习驱动，使得机器人的动作更加自然流畅，拓展了其应用场景；再比如在工业场景中普遍应用的协作臂，则试图通过更轻的材料、更灵活的关节，让机器人相对更安全。

不过从本质上看，这些尝试实际上仍未改变机器人的“刚性”形态，无法从底层技术上突破应用瓶颈。而在过去10余年发展迅速，与刚性机器人技术相对应的软体机器人技术，则被普遍认为在推动机器人规模化应用方面更具潜力，被视为下一代机器人核心底层技术。

相比于普遍使用电机关节、金属材料、复杂传感器和精密加工工艺的刚性机器人技术，软体机器人技术凭借流体驱动、材料科学等技术创新，具备成本低、轻巧灵活、安全互动、易于变形等优点。

世界上首个多足软体机器人，可以通过变形穿越复杂空间

图片来源：Harvard magazine

2010年，哈佛大学研发出一种有四只“脚”的小型软体机器人，可以像蠕虫一样在非常狭窄的空间里进行活动，并准确抓取各类产品。这是世界上首个多足软体机器人，引起巨大关注。2016年，哈佛大学团队研发的软体机器人Octobot再次引发轰动，成为世界上首个公认的全软体机器人，其基体由3D打印技术制造而成，通过化学反应提供所需动力，采用流体驱动的行进方式，无需电力便可自主运动，为软体机器人的发展带来了跨时代的突破。

现如今，软体机器人技术的发展已经进入快车道，吸引了全球诸多学术机构和企业积极探索，推出一系列研发成果。凭借流体驱动、材料科学等技术创新，软体机器人逐渐突破传统刚性机器人的局限，更适合与人和环境大量互动的复杂多变场景，具备面向更多行业的应用潜力，为机器人的大规模应用带来可能。

例如，软体机器人技术与人形机器人相结合便极具探索价值。通过采用软体关节和流体驱动，在实现更低造价的同时，人形机器人还能够模拟人类的关节运动和肌肉收缩，实现更为流畅、协调的动作。这种变化不仅提升了人形机器人的实用性，还增强了其与人类交互的亲和力与安全性，能够减少与人类接触时的伤害风险。

丰田研究院设计的机器人Punyo，拥有刚性躯干框架和柔性的外部“肌肤”

刚柔融合

机器人进化的终极应用形态

目前在整体的机器人市场中，虽然采用传统刚性技术路线的机器人仍然占主导地位，尤其是在汽车制造、电子组装、金属加工等工业领域扮演着不可或缺的角色，但是其应用与发展已十分成熟，市场饱和度亦较高。随着市场需求的日益多样化和个性化，传统刚性机器人无法触达的领域，也为软体机器人凸显出了广阔的应用空间。

据简乐尚博的调研数据显示，随着技术创新在推动软体机器人市场增长方面发挥关键作用，预计到2031年，全球软体机器人市场规模将达到301亿美元，越来越多基于柔性材料和仿生设计的机器人将出现在医疗、制造、服务等领域。

有业内专家认为，柔软度是许多机器人特别是人形机器人在靠近人类地方工作的必要条件，尤其是在商业或家庭环境中，这些环境的互动结构化和可预测性都较低。随着机器人的爆炸性增长，应该会有更多机器人使用柔性策略，释放机器人操作笨重物品的潜力。 而软体机器人与刚性机器人的组合，一方面可以实现技术的互补，推动机器人技术的创新和发展；另一方面也有助于开拓新的市场领域，让更多行业和场景将能够享受到机器人带来的便利，推动机器人服务新生态的建设。