在机器人技术领域，软机器人是街区的新生儿。这些自动机的独特功能是以传统刚性机器人无法做到的方式弯曲，变形，拉伸，扭曲或挤压。
今天，很容易想象一个人类和机器人合作的世界 - 在许多领域中非常接近。新兴的软机器人可能有助于确保安全地完成这项工作，并且可以与人类环境同步甚至与人类自身接口。
“软机器人系统的一些优点是它们可以很容易地适应非结构化环境，或者适应不规则或柔软的表面，例如人体，”UC Santa Barbara电气和计算机工程教授Yon Visell说。
尽管有许多承诺，但迄今为止，与许多传统机器人相比，大多数软机器人都在缓慢而笨拙地移动。然而，由于机器人运动的基本单元的新发展：致动器，差距正在缩小。负责机械或机器的机械运动，致动器以各种方式工作，依靠电磁，压电，气动或其他力。
现在，Visell和他的UCSB合作者已经将大多数传统机器人系统中使用的电磁驱动器与软材料结合在一起，以实现速度和柔软性。“在我们的新工作中描述的致动器的一个有趣的生物类似物可能是快速抽搐肌肉，”Visell说，他与UCSB化学和生物化学教授Thuc-Quyen Nguyen以及博士后Thanh Nho Do和Hung Phan一起撰写了论文“用于机器人应用的软电磁执行器。“ 该文章刊登在“ 高级功能材料 ”杂志的封面上。
Visell及其同事面临的主要挑战是制造一种执行器，其速度可以达到软机器人执行器通常可能达到的速度，其中许多执行器依赖于缓慢的过程，例如气流或热效应。
“在这个项目中，我们希望看到我们可以在一个完全软的机器人范例内推动快速，低电压驱动的想法，”他说。他们的工作基于电磁电机，这是一种常见的快速和低压执行器，用于从电动汽车到电器的各种应用，但在软机器人系统中几乎没有有效应用。
该团队的工作产生了一种快速，低电压和柔软的执行器，并且非常小，只有几毫米。研究人员使用独特的液态金属合金导体包裹在中空聚合物纤维和磁化聚合物复合材料中，创建了图案化的三维元件，构成了标准电机的软模拟基础。纤维本身是聚合物复合材料，团队设计具有高导热性，大大提高了性能。
“我们实现了各自柔软和可拉伸的组件，并将它们组合在一起，创造出可以移动物体的马达式结构，”Visell说。为了演示，他们创造了一个可以在几毫秒内完成的微小毫米宽的抓手，以及一个可以以每秒数百个周期的频率运行的柔软触觉刺激器。
这些设备可以用于触觉等新兴领域，在触摸反馈中寻求包括虚拟现实在内的应用，当然还有触觉的近亲软机器人。“这些软电磁执行器可用于制造符合人体皮肤的触觉显示器，或用于外科内窥镜检查或其他医疗应用的微型机器人工具，”postdoc Thanh Nho Do说。
“我们期待在虚拟现实，增强现实，可穿戴技术，医疗保健和医学等领域应用这些新的软机器人技术，”Visell说。“地平线是敞开的。”