陆地软体移动机器人综述

软体移动机器人是机器人领域的一个新兴研究方向，其柔软的材料和结构使其能够适应复杂环境，完成传统刚体机器人难以胜任的任务。近日，一篇由Dimuthu D. K. Arachchige等人发表于arXiv的综述论文（编号2605.20304）对软体移动机器人的研究进展进行了全面回顾，重点关注无轮陆地运动系统。

论文首先介绍了软体移动机器人的潜在应用领域，包括搜救、服务、监控、探测和制造业。这些机器人凭借其柔顺性和适应性，能够在狭小空间或崎岖地形中作业。综述深入分析了各种运动策略，包括蠕动（如尺蠖式运动）、爬行（使用腿或鳍状结构）、跳跃（通过储能释放实现）以及滚动（利用身体变形滚动）等。每种策略都有其独特的优势和适用场景。

在驱动方法方面，论文讨论了气动人工肌肉、介电弹性体（DEA）、形状记忆合金（SMA）、绳索驱动、电活性聚合物等多种方式。气动驱动提供了高功率密度，DEA响应速度快，SMA能够产生大变形。此外，论文还总结了当前的建模方法，包括连续介质力学模型、集总参数模型以及基于数据的模型，并介绍了控制系统设计，如开环控制、反馈控制和基于学习的控制。

尽管软体移动机器人展现出巨大潜力，但论文指出，要实现其广泛应用，仍需克服多项关键挑战。例如，高效能源供给（通常需要系绳或高压气源）、精确控制（由于材料非线性）、耐用性（疲劳和损伤）、制造工艺（一体化和可重复性）以及环境适应性（温度、湿度等）。该综述为研究人员和从业者提供了宝贵的资源，有助于推动该领域的进一步发展。