基于软材料的机器人通常能更好地模仿人类和动物的外观、动作和能力。虽然现在有无数种软机器人，但由于其组件成本高昂或制造工艺复杂，许多软机器人很难大规模生产。

最近，葡萄牙科英布拉大学的研究人员开发出了一款新型软机器人手，这款手可能更便宜、更容易制造。他们的设计在《机械伦理学与生物系统》中提出，将软致动器和外骨骼结合在一起，这两者都可以使用可扩展的技术进行制造。

“大多数机器人都是由硬材料制成的，”进行该研究的研究人员之一佩德罗·内托告诉Tech Xplore说。“然而，当我们观察动物时，我们会发现它们的身体可以由硬部分（骨骼）和软部分（例如肌肉）组成。有些动物，比如蚯蚓，完全是软体动物。受自然的启发，我们预计下一代机器人将采用由软材料制成的组件，或者在某些情况下，它们可以完全是软体动物。”

与刚性机器人相比，软机器人系统可能更安全，可以更好地与人类或动物在室内和户外环境中共存。例如，如果它们与人类、动物或周围物体碰撞，这些机器人更不可能造成重大损害或伤害。

内托和他的同事最近的研究工作的关键目标是开发一种既安全又经济实惠的新型软机器人手。这样一只手理论上将更容易大规模部署，从而推动机器人领域的新研究和创新。

“我们利用有限元分析来在实际制造手部之前优化设计，从而降低原型制作成本，”内托解释道。“常规3D打印的应用通过直接用软材料打印一些组件和用刚性材料打印模具来制造一些部分非常有效。”

内托和他的同事创造的软机器人手基于几种不同的材料。它精心设计的结构旨在复制人手的外观和功能，重现它们的动作和能力。

“机器人手的构造包括五个软致动器，每个对应一个手指，以及一个外骨骼来促进手指的弯曲性，”内托说。“一个开关控制器保持指定的指弯曲角度，使手能够有效地抓握各种形状、重量和尺寸的物体。”

研究人员迄今为止在一系列模拟和实验中评估了他们的机器人手的性能。初步结果非常有希望，因为这只手能成功地抓住各种形状、重量和尺寸的物体。

“这项工作的主要贡献是整合设计制造系统，利用有限元分析在制造之前优化设计，”内托说。“这一成就有潜力提高对软机器人手的获取能力，降低成本，并消除通常耗时的设计制造程序，这些程序通常依赖资源密集型的迭代工作流程。”

未来，这个研究团队开发的软机器人手可以被学术团队和个人机器人技术专家用于测试旨在提升机器人能力的新人工智能算法和其他计算工具。此外，它的设计还能为低成本制造能够协助人类进行日常活动的人形机器人开辟新途径。

“我们下一步的研究将集中在改善软致动器和传感器的制造，旨在提高软机器人对更广泛受众的可获得性，”内托补充道。“我们还在研究利用人工智能来控制软机器人的其他研究课题。”