铰接式软机器人

铰接式软机器人是具有软硬部分的机器人，其灵感来自脊椎动物的肌肉骨骼系统-从爬行动物到鸟类再到哺乳动物再到人类。顺应性通常集中在致动器，传动装置和关节（对应于肌肉、肌腱和关节）上，而结构稳定性则通过刚性或半刚性连接（对应于脊椎动物的骨骼）来提供。

软机器人家族中的另一子类包括Continuum软机器人，即其身体是可变形的连续体的机器人，包括其结构、致动和感应元件，并从无脊椎动物（例如章鱼或或动物的一部分）获得启发，例如大象的树干。

软机器人通常被设计为表现出自然的行为，鲁棒性和适应性，并且有时模仿生物系统的机械特性。

铰接式软机器人的构建灵感来自脊椎动物肌肉骨骼系统的内在特性，其顺应性使人类和动物能够有效，安全地执行各种各样的任务，从在崎uneven不平的地面上行走、奔跑和攀登到掌握和操纵。它还使它们能够应对高度动态的意外事件，例如对环境的影响。脊椎动物的物理特性与神经感觉运动控制的相互作用使运动非常节能、安全和有效。

能够与人共存和合作并达到甚至超越其性能的机器人需要执行器技术，该技术负责移动和控制机器人，从而可以达到生物肌肉及其神经机械控制的功能。

软机器人最有前途的执行器类别是可变阻抗执行器（VIA）和可变刚度执行器（VSA）的子类，它们是复杂的机电一体化设备，旨在构建被动兼容，坚固耐用且灵巧的机器人。VSA可以直接在物理级别上改变其阻抗，因此不需要能够模拟不同刚度值的主动控制。改变致动的机械阻抗的想法直接来自经常表现出这一特征的天然肌肉-骨骼系统。

一类可变刚度致动器通过对抗性地使用两个电动机来操纵非线性弹簧来实现对机器人的同时控制，该非线性弹簧充当每个电动机与运动部件之间的弹性传递，从而控制电动机的平衡点。机器人及其刚性或合规性。

这种控制模型在原理上与人体运动控制的平衡点假设非常相似。这种相似性使软机器人成为一个有趣的研究领域，能够与运动神经科学领域的研究团体交换思想和见解。

与传统的刚性机器人相比，可变阻抗执行器在三个关键方面提高了软机器人系统的性能：安全、弹性和节能。

铰接式软机器人中xxxxxx性和挑战性的特征之一是人机交互。设计用于与人进行身体互动的软机器人旨在在诸如辅助工业操纵、协同装配、家务劳动、娱乐、康复或医疗应用等应用中与人类共存和合作。显然，此类机器人必须满足与常规工业应用中通常所满足的要求不同的要求：尽管可以放宽对执行速度和绝对精度的要求，但是当机器人必须与人互动时，诸如安全性和可靠性之类的重要性就变得尤为重要。

安全性可以通过不同的方式提高。经典方法包括控制和传感，例如接近敏感的皮肤，或使外部柔软的元素上瘾（围绕手臂放置柔软，顺应性的覆盖物或安全气囊，以增加保护层的能量吸收性能）。

先进的传感和控制可以通过软件实现“软”行为。铰接式软机器人通过在机械设计级别直接引入机械柔量和阻尼来实现提高与人互动的机器人的安全级别的另一种方法。

机器人与其周围环境的物理相互作用也可能对机器人本身造成危险。确实，由于冲击或力的过度使用而使机器人损坏的次数非常多。

耐震性不仅有助于机器人在日常生活中的可行应用，而且在工业环境中也非常有用，从而xxx扩大了机器人技术的适用范围。

软机器人技术可以提供有效吸收震动并降低加速度的解决方案：软材料可以用作机器人肢体的覆盖物甚至是结构元件，但是主要的技术挑战仍然在于软致动器和传动装置。

与刚性机器人相比，具有可控顺应性的执行器的动态性能保证了高性能、逼真的运动和更高的能源效率。

机器人的自然动力学可以适应环境，因此最终系统的固有物理行为接近于所需的运动。在这些情况下，执行器只需采取较小的纠正措施即可将能量注入系统或从系统中提取能量，从而降低能耗。

在软机器人的物理特性中体现出理想的动力学的想法在仿人机器人，必须类似于人类运动的人形机器人或为假肢使用的机器人系统（例如拟人化的人工手）中得到了自然应用。在机器人和步行/跑步机器人中使用的一个相关示例：事实上，即使是在步态的不同阶段，自然系统也会根据步态和环境条件改变其肌肉系统的顺应性，指出可变阻抗执行器（VIA）对于运动的潜在用途。使用VIA技术中的一种新的趋势被连接到连接到工业机器人的新颖类别的生长 Industry4.0，所述联合搜索引擎。

对软机器人的xxx潜能的探索正在导致越来越多的应用克服了传统机器人的性能，并且人们普遍认为还有更多的应用。