
软体机器人主要由智能软材料(杨氏模量<1MPa)组成,具有类生物体的智能机械特性(如被动顺应性、阻抗自适应性等),作为一项多学科交叉的前沿技术,大幅拉近了机器与生命体之间的距离,体现了机器人技术未来的发展趋势。近年来,软体机器人技术发展迅猛,但是如何克服自重,实现垂直爬壁运动依然是软体机器人领域面临的主要挑战。为此,以尺蠖的运动机理为灵感,重点突破软体驱动器的换能机制、驱动-结构一体化仿生软体机构设计、软体爬壁机器人协同控制、多自由度运动规划与控制等方面的理论与技术难题,研制出介电弹性体驱动软体爬壁机器人与多模态气动软体爬壁机器人。介电弹性体驱动软体爬壁机器人通过协同控制介电弹性体驱动器的变形和静电吸附力的大小,实现了稳定爬壁、水平爬行、原地转弯等功能;多模态气动软体爬壁机器人通过协同控制多自由度软体机构和负压吸附脚掌的吸附力,实现多模态爬壁运动,采用液压驱动时,该机器人也能在水中实现多模态运动。软体爬壁机器人在环境探测、搜救和墙面清理等方面展现了潜在应用前景。