根據國際機器人協(xié)會(huì )的調查數據顯示，全球工業(yè)界只解決了3%至4%的規則、剛性物品的自動(dòng)化生產(chǎn)搬運問(wèn)題，剩余96%左右的柔性異形、易損物品仍使用人工上下料。這意味著(zhù)軟體機器人領(lǐng)域的發(fā)展潛力驚人，以及它背后有著(zhù)“藍?！卑悴豢晒懒康氖袌?chǎng)。

　　世界首次！中國軟體機器人突破萬(wàn)米級深潛

　　太平洋馬里亞納海溝，深度可以達到1萬(wàn)多米。由于地處板塊俯沖地帶，海底地質(zhì)運動(dòng)非?；钴S，海溝深處水壓高、完全黑暗、溫度低、含氧量低，是公認的地球上環(huán)境最?lèi)毫拥膮^域之一。

　　2019年底，就是在這里，浙江大學(xué)航空航天學(xué)院的李鐵風(fēng)教授，克服了大風(fēng)大浪的極端惡劣天氣，帶領(lǐng)團隊對一外型酷似海魚(yú)的仿生軟體機器人進(jìn)行了測試，結果表現優(yōu)異。

　　10900米深海測試，軟體機器人每秒自驅動(dòng)一次，試驗各項測試數據完全達到預定目標。這是人類(lèi)研制的軟體機器人自驅動(dòng)試驗在太平洋馬里亞納海溝創(chuàng )下的新紀錄，也是我國研發(fā)軟體機器人首次突破萬(wàn)米級深潛。

　　在環(huán)境惡劣的馬里亞納海溝進(jìn)行的這項測試研究，成果被作為封面文章刊發(fā)在了國際頂級期刊《自然》雜志上。不僅為深海探索科考、環(huán)境監測和資源探測提供了解決方案，更為復雜環(huán)境下機器人及智能系統的設計提供了新思路。

　　軟體機器人像魚(yú)兒一樣在深海遨游，看似很輕松，但背后卻需要克服海底洋流、低溫、壓力等各種不利條件。選用什么材料、采用什么動(dòng)力、怎樣進(jìn)行設計，一個(gè)個(gè)難題都需要李鐵風(fēng)他們逐個(gè)攻克。

　　讓李鐵風(fēng)團隊非常感興趣的是，獅子魚(yú)的身體雖然很柔軟，但卻能悠閑自得地在七八千米的深海里游動(dòng)，仿佛深海的低溫、高壓強對它沒(méi)有任何影響。

　　李鐵風(fēng)他們隨即對獅子魚(yú)全身做了一個(gè)CT掃描，發(fā)現獅子魚(yú)的骨骼特點(diǎn)和結構，跟普通魚(yú)類(lèi)大有不同。

　　受獅子魚(yú)細碎骨骼的特點(diǎn)和結構的啟發(fā)，他們對軟體機器人形狀進(jìn)行了整體設計，原材料主要采用柔軟的硅膠。

　　為了把一整塊電子元器件、電路板放到軟體機器人身體里面，李鐵風(fēng)他們化整為零，采用不同角度、方向，分散均衡受力，以適應1萬(wàn)米深海的低溫和高壓強。

　　通過(guò)人工肌肉的驅動(dòng)，收縮和舒張會(huì )帶動(dòng)翅膀上下拍動(dòng)，讓軟體機器人像魚(yú)兒一樣游動(dòng)起來(lái)。

　　魚(yú)鰭翼的動(dòng)力來(lái)自軟體機器人內部的鋰電池驅動(dòng)。而鋰電池的電壓只有4.2伏，但魚(yú)鰭翼要實(shí)現在深海里擺動(dòng)，電壓需要到七八千伏，怎樣才能夠在深海條件下，實(shí)現這一看似不可能完成的任務(wù)呢？

　　面對1萬(wàn)米深海高壓、低溫的環(huán)境，如果長(cháng)時(shí)間游動(dòng)，軟體機器人的魚(yú)鰭翼會(huì )變得僵硬，游動(dòng)會(huì )變慢甚至停止。為了解決這一難題，李鐵風(fēng)他們還對魚(yú)鰭翼的核心材料，也叫“人工肌肉”，進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)設計。

　　難題一個(gè)個(gè)被攻克，李鐵風(fēng)他們對于軟體機器人的今后發(fā)展，除了深?？瓶?#xff0c;也有自己的愿景。

　　控制力度達到微米級，國產(chǎn)軟體夾爪能輕松夾取生雞蛋黃

　　仿生軟體機器人在萬(wàn)米海溝可以像魚(yú)兒一樣遨游，為人類(lèi)探索深海的秘密創(chuàng )造了無(wú)限可能。另一款已經(jīng)廣泛應用在工業(yè)制造領(lǐng)域的軟體機器人——軟體夾爪也非常神奇。這個(gè)安裝在機械臂下的軟體夾爪，能輕松夾取生雞蛋黃。

　　軟體夾爪靈活多變，如今應用在了食品、生鮮、汽車(chē)配件、3C產(chǎn)品等多個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)加工環(huán)節?？梢哉f(shuō)很多異形、易破損的分揀包裝都可以采用這個(gè)軟體夾爪來(lái)完成。但目前全球只有屈指可數的幾家公司，在研制生產(chǎn)這樣的軟體機器人。

　　36歲的高少龍，是這家軟體機器人公司的聯(lián)合創(chuàng )始人之一。5年前，他還是北京航空航天大學(xué)的一名老師。當他偶然看到國外一段介紹軟體機器人簡(jiǎn)單原理的視頻，就深深被吸引，并在2016年辭掉大學(xué)老師的工作開(kāi)始創(chuàng )業(yè)，卻沒(méi)想到研發(fā)的難度遠遠超出了他們的預期。不僅沒(méi)有現成的參考樣板，沒(méi)有行業(yè)技術(shù)標準，甚至連軟體機器人結構部件的名稱(chēng)，在業(yè)內都沒(méi)有統一的說(shuō)法。

　　高少龍他們不肯輕易認輸，測數據、建模型、搭架構，大家都開(kāi)足了馬力，分頭攻堅克難。針對普通硅膠太軟的缺陷，首先他們攻克的就是軟體夾爪的材料問(wèn)題。

　　材料問(wèn)題解決了，但軟體夾爪的氣體驅動(dòng)部分又有新的難題：軟體夾爪是靠高壓氣體來(lái)控制驅動(dòng)的，但高壓氣體進(jìn)入軟體夾爪內部空間時(shí)，容易讓夾取物品的一面和施加壓力彎曲的一面，兩面都鼓起來(lái)。這樣一來(lái)，夾取物品的一面，跟物品的接觸面積就減少了，軟體夾爪會(huì )出現抓不牢、抓不穩物品的現象。

　　研發(fā)人員又在軟體夾爪內部結構上動(dòng)起了腦筋，他們將傳統的單通道結構改為雙通道設計。無(wú)論怎么動(dòng)，它下面這個(gè)面都是平整的，可以實(shí)現與被抓實(shí)物非常好地接觸。

　　這個(gè)巧妙的設計，攻克了軟體夾爪氣體驅動(dòng)的結構難題，但也給生產(chǎn)制造工藝帶來(lái)很大挑戰，很難采用傳統模具方式來(lái)制造。

　　經(jīng)過(guò)千百次的反復試驗后，研發(fā)人員最終仿照金屬精密鑄造的消失模工藝，達到了一次成型。

　　目前，他們公司的產(chǎn)品已經(jīng)賣(mài)給國內外約300家客戶(hù)，涉及國家和地區近20個(gè)。每年銷(xiāo)售額按5至6倍的速度在增長(cháng)。

　　北京軟體機器人科技有限公司總經(jīng)理高少龍表示，第三方機構做過(guò)測算，大概軟體機器人帶來(lái)的全球市場(chǎng)規模是8.7萬(wàn)億美元(約合人民幣56萬(wàn)億元)。

　　半小時(shí)觀(guān)察：“軟功夫”還需“真實(shí)力”

　　科研工作者們通過(guò)潛心研究、大膽探索，參照深海生物的體質(zhì)特質(zhì)，將“生命奧秘”化作“機器之力”，還通過(guò)材料、結構的創(chuàng )新，使軟體機器人的應用場(chǎng)景遍布食品、生鮮、汽車(chē)配件、3C產(chǎn)品等多個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節，產(chǎn)品遠銷(xiāo)二十多個(gè)國家和地區。

　　我們知道，全球工業(yè)機器人市場(chǎng)曾經(jīng)被幾家國際巨頭牢牢把持，但在軟體機器人的市場(chǎng)爭奪和技術(shù)開(kāi)發(fā)中，中國的科研力量卻具備了后發(fā)優(yōu)勢，“軟功夫”還需“真實(shí)力”，我們期待著(zhù)在不久的將來(lái)，軟體機器人的“中國潮”能夠風(fēng)起云涌。