當(dāng)前智能制造正在席卷全球，加之工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的迭代發(fā)展，推動(dòng)了生物醫(yī)療、航空航天、環(huán)境監(jiān)測(cè)等行業(yè)對(duì)機(jī)器人應(yīng)用需求的增加，軟體機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。

軟體機(jī)器人就是模仿自然界中的軟體動(dòng)物柔軟結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式，基于柔性材料制造出的一種新型機(jī)器人。它具備無限自由度和連續(xù)變形能力等特性，對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)器人無法到達(dá)或正常工作的特殊環(huán)境有著很強(qiáng)的適應(yīng)能力，柔軟的構(gòu)型材料使機(jī)器人具備更強(qiáng)的人機(jī)交互能力，使其具有廣泛的應(yīng)用前景。

01合作共贏：PµSL技術(shù)與軟體機(jī)器人

在生物醫(yī)療領(lǐng)域，軟體機(jī)器人可以作為手術(shù)機(jī)器人，為手術(shù)提供更加精準(zhǔn)的控制和操作；在航空航天領(lǐng)域，軟體機(jī)器人可以用于維修和保養(yǎng)太空艙等設(shè)施；在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，軟體機(jī)器人可以用于勘探地質(zhì)和救援行動(dòng)。當(dāng)然，在內(nèi)窺鏡、智能傳感器和仿生結(jié)構(gòu)領(lǐng)域也具有前瞻性和創(chuàng)新性的應(yīng)用場(chǎng)景。

據(jù)Market Data Forecast研究表示，2022年全球軟機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模為4.0143億美元，預(yù)計(jì)2028年估值將達(dá)到56.5797億美元，預(yù)計(jì)2023-2028年的年復(fù)合增長(zhǎng)率為39%。

其中Markets and Markets報(bào)告指出，3D打印機(jī)器人市場(chǎng)在2023年的價(jià)值為16億美元，預(yù)計(jì)到2028年將達(dá)到32億美元，預(yù)測(cè)期內(nèi)的年復(fù)合增長(zhǎng)率為14.6%。發(fā)展至今，軟體機(jī)器人已經(jīng)逐漸進(jìn)步到更精密的行業(yè)應(yīng)用。

目前，摩方精密在軟體機(jī)器人應(yīng)用已有著豐富的科研經(jīng)驗(yàn)，在研究生物體和軟體機(jī)器人結(jié)構(gòu)與特性之間的相關(guān)性中，設(shè)計(jì)制備出具有該特性的結(jié)構(gòu)和材料，通過面投影微立體光刻（PµSL）技術(shù)，可完成復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)的快速成型制作，摩方精密制備出的軟體機(jī)器人相關(guān)精細(xì)零件被應(yīng)用于內(nèi)窺鏡、手術(shù)機(jī)器人、仿生結(jié)構(gòu)、智能傳感器等眾多領(lǐng)域。

02創(chuàng)新突破：PµSL技術(shù)助力科研案例

在軟體機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，摩方精密已經(jīng)與眾多科研機(jī)構(gòu)建立了緊密的合作關(guān)系，共同完成了許多具有突破性的科研成果。

• 混合驅(qū)動(dòng)手術(shù)機(jī)器人

香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系申亞京教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一款毫米級(jí)的軟連續(xù)體機(jī)器人，其在線控和磁場(chǎng)的混合驅(qū)動(dòng)模式下同時(shí)擁有大轉(zhuǎn)角和高精度操作能力，解決了在狹長(zhǎng)受限環(huán)境下操作的問題。

為了實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)外形尺寸的混合驅(qū)動(dòng)，該團(tuán)隊(duì)基于摩方精密超高精度光固化3D打印機(jī)nanoArch®P140打印出超薄的鏤空型機(jī)器人骨架（長(zhǎng)度30mm，外徑3.0mm，壁厚300μm），并在薄壁上形成150μm的貫穿孔用于腱索的布置。

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• 分級(jí)互鎖結(jié)構(gòu)型柔性壓力傳感器

南方科技大學(xué)的郭傳飛教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了由微穹頂陣列與帶有次級(jí)微柱的微穹頂陣列而形成的一種分級(jí)互鎖結(jié)構(gòu)，降低了結(jié)構(gòu)硬化給傳感器帶來影響的問題。

該研究團(tuán)隊(duì)使用摩方精密nanoArch®S130，打印具有微穹頂結(jié)構(gòu)以及分級(jí)微穹頂結(jié)構(gòu)的樹脂作為模具。PμSL技術(shù)可實(shí)現(xiàn)分級(jí)互鎖結(jié)構(gòu)的高精度、定制化打印，進(jìn)一步可助力于高靈敏和寬線性傳感的柔性壓力傳感器的制備。

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• 柔性雙模態(tài)智能傳感器

北京航空航天大學(xué)文力課題組提出的基于雙模態(tài)智能傳感界面的軟體機(jī)器人非接觸交互示教方法。在該研究中，基于研究團(tuán)隊(duì)所研發(fā)多模態(tài)柔性傳感界面，可在不接觸軟體機(jī)器人、無任何穿戴設(shè)備的情況下利用裸手交互地示教軟體機(jī)器人，使其實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維運(yùn)動(dòng)。

課題組基于摩擦納米發(fā)電機(jī)原理和液態(tài)金屬的壓阻效應(yīng)提出了一種能夠?qū)Ψ墙佑|信號(hào)和接觸信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)感知和解耦的柔性雙模態(tài)智能傳感器。該團(tuán)隊(duì)利用摩方精密nanoArch®S140，實(shí)現(xiàn)了柔性介電層表面微型金字塔模具的3D打印，該傳感器自身具有較強(qiáng)的柔性和可拉伸性。

• 仿蠓蟲軟體機(jī)器人（多運(yùn)動(dòng)步態(tài)）

香港中文大學(xué)張立教授課題組聯(lián)合北京計(jì)算科學(xué)研究中心丁陽(yáng)教授課題組以及美國(guó)卡耐基梅隆大學(xué)Carmel Majidi教授課題組提出一種磁性軟體機(jī)器人平臺(tái)用于重建和解耦復(fù)雜生物運(yùn)動(dòng)，解決了平臺(tái)缺乏解耦復(fù)雜生物行為的問題。

該磁性軟體機(jī)器人可以通過模板法或者3D打印工藝制造。該工作中使用了摩方精密nanoArch®S130，打印一種節(jié)肢型的水凝膠磁性機(jī)器人，借助高精度光固化成型方式可制備高深寬比軟體機(jī)器人，復(fù)刻蠓幼蟲的多種運(yùn)動(dòng)步態(tài)，并結(jié)合編程，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能驅(qū)動(dòng)、控制等。

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機(jī)器人的出現(xiàn)為人類打開了無限的想象空間，幫助人類探索環(huán)境，探索宇宙和生命的奧秘，完成許多人類無法完成或難以完成的任務(wù)。只有善用機(jī)器人的力量，才能推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)人類文明的跨越式發(fā)展。