一、可食用软体机器人是什么

可食用软体机器人简直就是‘行走的补给箱’。不光是生物可以食用机器人，它们的明胶材料也可以作为能源，在紧要关头为自身提供动力支持。研究人员一直在致力于让软体机器人变得可食用。为此，制造机器人所需的零件如晶体管、传感器、电池、电极和电容器都要由有机物制成，这些可食用的电子材料都已经能够实现，但目前还缺少一种可以将他们组合在一起，自由控制运动的驱动方式。

能吃的机器人

在上周举行的 IROS 机器人大会上，瑞士联邦理工学院（EPFL）的研究人员介绍了一种由明胶制成的可食用软体机器人原型，它允许机器人在被吞咽后，进行一些可控的操作。

软体机器人的行动通常靠反作用力产生，为了能够在不同环境下移动，它不能像刚性机器人一样使用金属作为骨骼。气动人造肌肉是控制软体机器人的一种方法，通过改变软性材料中的气压，机器人可以像肌肉一样进行收缩，从而达到运动的目的。

EPFL 展示的软体机器人由明胶、甘油和水倒入模具中制成，整体的控制方式就类似于气动驱动，这样的结构能让它在充气时弯曲，当气压降低时再次伸直。这种形态的软体机器人并不是首次出现，之前就有超市将其用于抓取水果。而新的机器人用明胶取代了塑料，这种可食用的版本能够被生物降解。

行走的补给箱

研究人员在论文中提到，这可能不是软体机器人最好的形态，但它和生物是兼容的。

这些可食用软体机器人的零件可以与营养物质和药物成分混合，然后被生物消化和代谢。它的潜在应用是用于医疗研究，可食用的一次性机器人更加安全，这些属性可以让它们完成一些有意思的工作。比如在进行救援时，机器人可以在特殊环境下找到幸存者，提供营养补给和药物治疗，这种安全、可食用的特性同样可以帮助保护野生动物，当机器人被消化时，能够作为能量储存在生物体内。

二、具有多模式运动的软体机器人

具有多运动模式的可变形软体机器人研究

具有无限自由度和连续变形能力，可在大范围内任意改变自身形状和尺寸的软体动物在自然界中具有极强的适应能力。发展具备类似能力的仿生软体机器人，一直是各国研究人员的目标。作为对仿生机器人研究的延续，仿生软体机器人通过主动变形和被动变形的结合使其具有出色的运动灵活性和对复杂环境的相容性，在军事、科研、医疗等领域具有广泛的应用前景。 针对当前仿生软体机器人存在运动模式单一，运动效率和环境适应能力不能有效兼顾的问题，本论文以能实现三种运动模式的仿生软体机器人为研究对象，围绕着仿生软体机器人三种运动模式的实现机制，开展了仿生软体机器人多运动模式实现原理研究，仿生软体机器人整体结构设计研究，仿生软体机器人运动特性研究以及内嵌SMA丝的平板弯曲驱动器动态特性研究等工作。论文的主要研究内容和成果如下： （1）通过分析自然界中各种软体动物的运动特点，在已有研究工作的基础上，结合形状记忆合金的特性，设计了一种将滚动运动、蠕动运动和Ω型运动方式集合在一起的可变形仿生软体机器人。在平坦路面上，通过自身的柔性变形推动仿生软体机器人向前滚动运动，以提高其运动速度和运动效率；在通过狭小空间时，身体展开采用。具有多运动模式的可变形软体机器人研究

具有无限自由度和连续变形能力，可在大范围内任意改变自身形状和尺寸的软体动物在自然界中具有极强的适应能力。发展具备类似能力的仿生软体机器人，一直是各国研究人员的目标。作为对仿生机器人研究的延续，仿生软体机器人通过主动变形和被动变形的结合使其具有出色的运动灵活性和对复杂环境的相容性，在军事、科研、医疗等领域具有广泛的应用前景。 针对当前仿生软体机器人存在运动模式单一，运动效率和环境适应能力不能有效兼顾的问题，本论文以能实现三种运动模式的仿生软体机器人为研究对象，围绕着仿生软体机器人三种运动模式的实现机制，开展了仿生软体机器人多运动模式实现原理研究，仿生软体机器人整体结构设计研究，仿生软体机器人运动特性研究以及内嵌SMA丝的平板弯曲驱动器动态特性研究等工作。论文的主要研究内容和成果如下： （1）通过分析自然界中各种软体动物的运动特点，在已有研究工作的基础上，结合形状记忆合金的特性，设计了一种将滚动运动、蠕动运动和Ω型运动方式集合在一起的可变形仿生软体机器人。在平坦路面上，通过自身的柔性变形推动仿生软体机器人向前滚动运动，以提高其运动速度和运动效率；在通过狭小空间时，身体展开采用蠕动运动以提高通过性；而遇到沟壑或者障碍时，身体变形采用Ω型前进提高其越障能力。通过对仿生软体机器人的三种运动模式进行详细的研究，获得了软体机器人实现三种运动模式的运动机理，然后在此基础上完成了软体机器人的总体方案设计。软体机器人采用模块化的设计思想，由运动单元和分离单元组成。每个运动单元包括了偏转单元和蠕动单元，设计了软体机器人的偏转单元和蠕动运动单元以及头尾连接结构。 （2）利用多刚体运动学仿真软件ADAMS对仿生软体机器人两种典型的运动模式，滚动运动和蠕动运动，进行运动学的仿真分析。基于伪刚体模型建立了仿生软体机器人在ADAMS中的滚动仿真模型，通过调整弹簧力的施加时序，使得机器人的滚动达到最优，获得了仿生软体机器人在X轴方向（滚动方向）和Y轴方向（垂直于滚动运动方向）的运动位移和速度曲线图，给出了仿生软体机器人滚动运动的控制策略。建立了软体机器人在ADAMS中的蠕动运动仿真模型，采用微型锯齿结构来模拟仿生刚毛结构和粗糙的地面，获得了软体机器人在X轴方向（蠕动运动方向）上的运动位移和速度曲线图，并分析了运动特性。

三、具有多运动模式的可变形软体机器人研究

具有多运动模式的可变形软体机器人研究具有无限自由度和连续变形能力，可在大范围内任意改变自身形状和尺寸的软体动物在自然界中具有极强的适应能力。

发展具备类似能力的仿生软体机器人，一直是各国研究人员的目标。作为对仿生机器人研究的延续，仿生软体机器人通过主动变形和被动变形的结合使其具有出色的运动灵活性和对复杂环境的相容性，在军事、科研、医疗等领域具有广泛的应用前景。

针对当前仿生软体机器人存在运动模式单一，运动效率和环境适应能力不能有效兼顾的问题，本论文以能实现三种运动模式的仿生软体机器人为研究对象，围绕着仿生软体机器人三种运动模式的实现机制，开展了仿生软体机器人多运动模式实现原理研究，仿生软体机器人整体结构设计研究，仿生软体机器人运动特性研究以及内嵌SMA丝的平板弯曲驱动器动态特性研究等工作。论文的主要研究内容和成果如下： （1）通过分析自然界中各种软体动物的运动特点，在已有研究工作的基础上，结合形状记忆合金的特性，设计了一种将滚动运动、蠕动运动和Ω型运动方式集合在一起的可变形仿生软体机器人。

在平坦路面上，通过自身的柔性变形推动仿生软体机器人向前滚动运动，以提高其运动速度和运动效率；在通过狭小空间时，身体展开采用蠕动运动以提高通过性；而遇到沟壑或者障碍时，身体变形采用Ω型前进提高其越障能力。通过对仿生软体机器人的三种运动模式进行详细的研究，获得了软体机器人实现三种运动模式的运动机理，然后在此基础上完成了软体机器人的总体方案设计。

软体机器人采用模块化的设计思想，由运动单元和分离单元组成。每个运动单元包括了偏转单元和蠕动单元，设计了软体机器人的偏转单元和蠕动运动单元以及头尾连接结构。

（2）利用多刚体运动学仿真软件ADAMS对仿生软体机器人两种典型的运动模式，滚动运动和蠕动运动，进行运动学的仿真分析。基于伪刚体模型建立了仿生软体机器人在ADAMS中的滚动仿真模型，通过调整弹簧力的施加时序，使得机器人的滚动达到最优，获得了仿生软体机器人在X轴方向（滚动方向）和Y轴方向（垂直于滚动运动方向）的运动位移和速度曲线图，给出了仿生软体机器人滚动运动的控制策略。

建立了软体机器人在ADAMS中的蠕动运动仿真模型，采用微型锯齿结构来模拟仿生刚毛结构和粗糙的地面，获得了软体机器人在X轴方向（蠕动运动方向）上的运动位移和速度曲线图，并分析了运动特性。

四、求有关地震软体机器人的文献

软体机器人 在过去几十年中，数不清的科幻片将机器人刻画得一模一样，它们钢筋铁骨、强大有力、理性高效，能执行人类无法完成的任务。

这为后来《超能陆战队》中“大白”的出现做了极具反差效果的铺垫。作为软体机器人的代表，“大白”具有“软萌Q弹”的特点，有英雄气概，又有惹人喜爱。

而科学家们亦有同感，软体机器人也许能解决更多问题，比如，斯坦福大学的科学家们就已经在该领域做出了尝试。 它的动作就像一个快速生长的爬藤 据外媒“每日科学”官网日前报道，斯坦福大学的机械工程师们开发出一种全新的仿藤机器人，能够在不移动整个身体的情况下，长距离生长，并能蛇形蜿蜒。

研究者已证明，它在灾难搜救和医疗中将是大有作为的。该项目由美国国家科学基金会资助，相应研究论文已发表于《科学机器人》杂志上。

设想一下，在杂乱无章的倒塌建筑中，救援人员在急切地搜寻遇难人群。但是，他们既没有徒手去挖碎片，也没有放出搜救犬去嗅生命迹象在哪儿，而是首先拿出一个小的密封气缸，将设备放在灾难现场的缝隙入口处，然后旋转开关，机器人的“生长”开始了！ 只见，它从气缸的一端冒出头，接着像卷曲的蛇一样，软软地、缓缓地延伸，进入石头、草丛和泥土混杂的地下空间。

它的动作就像快速生长的爬藤一样，卷须的顶端安装有微型摄像头，能够让救援人员看到瓦砾下面，无法抵达的地方是什么样的状况。 对新型软体机器人来说，这仅仅是一种可能的应用。

研发人员在论文中表示，之所以研发它，是受到自然的启示。生物具有生长的特性，无论是藤蔓、真菌还是人脑内的神经细胞，都能通过软性延展来覆盖距离，那么仿生装置应该也可以。

因此，他们提出了“会生长的软体机器人”这一概念，并设计了一些具有挑战性的实验进行了验证。 机械工程学教授埃里森·冈村是该论文的资深作者，他解释说，“我们试图从根本上弄清楚软体机械移动或生长的机制原理，它的方式与世界上所有的动物或人类都完全不同”。

为了知道机器人能做什么，研究小组甚至制作出复杂的迷宫模型，让机器人穿越各种障碍，朝着预设目标前进，并成长为一个独立结构。 它不需要机械整体运动，而只需要尖端运动 这个新机器人背后的设计思想显而易见，并不复杂。

首先是有一管的软材料折叠在气缸内部，就像一团有序蜷曲着的袜子一样。机器人在顶端摄像头的控制下，总朝着一个方向生长，比如软材料位于充气嘴的前端，软体机器人的管子始终朝着右侧延展生长。

实验室中的原始版机器人采用薄而廉价的塑料制成，当研究人员通过固定端压入空气时，机器人呈外翻生长的姿态，而在后来的新版本中，任何流体也许都能代替压缩空气，从而让软体机器人具有不同性能。这种设计非常有用的一个特点就是，它不需要机械整体运动，而只需要尖端运动，节省了时间和能量。

来自加利福尼亚大学的客座助理教授埃利奥特·霍克斯也是论文的主要作者之一，他指出，机器人的身体从末端开始延伸，在“生长”过程中，身体会附着在草丛中，或被岩石卡住，但这并不能阻止其行动，因为末端还在不断长出新“肢体”。 测试机器人性能的方法也很简单，即让机器人从一个地方穿越障碍到另一个地方。

研究人员设计了混合捕蝇纸、粘胶水、钉子和冰冻墙面的通道，而机器人成功越过了所有阻碍，并在传感器帮助下，通过感知二氧化碳的方式寻找到了被困幸存者模型。整个过程中，虽然机器人的躯干被钉子刺破，但由于被刺破的区域没有继续移动，钉子堵住了气孔，机器人的气腔保持正常。

在另一些极端情况下，机器人“举起”了100公斤的木箱，从只有躯干截面面积10%的门隙中穿越而过，并且还进入了天花板顶上、墙内管道等地方，甚至为人们提供了一种在狭小空间布置路由线的新方法。 它们比纯机械机器人更安全 研究者指出，人们应该关注的是，软体机器人能够移动进入一个不可预知的困境中，它的行动不受障碍物的影响，人们不必担心它在探索时被破坏或卡死。

原始版之后，新开发的机器人版本还囊括了一个控制系统，能够让机器人膨胀，使生长方向朝左或右，并将末端摄像机拍下的图像传到外界。 这种机器人的主要优点在于，它们比纯机械机器人更安全。

这不仅是因为它们柔软，还因为它们往往极轻，便于延展靠近人体。而且，它行动灵活，可以在复杂路径中前行。

当然，这得归功于科学家们制作出的精确运动模型。一般来说，纯机械机器人更易于建模和控制，但为了让软体机器人也达到同样的行动效果，就需要进行大量试验，获得足够精确的数据，编写新的控制算法，让机器人末端的摄像机能够以超高速率处理运动指令，引导机器人的“生长”方向，完成任务。

如前所述，科学家们手工制造的原型是通过气压驱动，未来希望制造出液体驱动的版本。一旦软体机器人内腔能够输入水或其它液体，那么就能向狭小空间或封闭空间内的人输送这些东西，甚至还能帮忙进行灭火。

因此研究者也在试验用耐撕尼龙或芳纶等材料制作软体机器人的外壳。 研究者也想看到不同尺寸的软体机器人会如何工作，因此他们还造。

五、科学家跟据章鱼变色发明了什么

科学家跟据章鱼变色发明了变色布

受头足纲动物的皮肤具有变色能力的启发，研究人员发明出一种新型伪装布，它能迅速感知环境，并模仿周围环境而改变颜色。

这项技术被称为光电子伪装系统，它是根据章鱼、鱿鱼和墨鱼能改变自身颜色从而躲避捕食者并发出警告的能力开发的。昨天出版的美国《国家科学院学报》月刊详细介绍了这项技术。 主持这项研究的休斯敦大学机械工程系助理教授余存江（音）与伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校贝克曼研究所的约翰罗杰斯，共同开发了一块原型布，目前，它可以实现白色和黑色的转换，在颜色转换过程中可呈现灰色。

与这些海洋动物的皮肤一样，这种光电子伪装系统分为三层，颜色在最上层，中间层促使颜色变化，最下层可感知环境。

该伪装系统是一个横纵各有16格的正方形网格结构，每个网格都由三层组成。最上层有热敏感染料，在室温下呈现黑色，而当温度上升到47摄氏度时，则变为透明。当温度下降后，再次变为黑色。