陸地軟體移動機器人綜述

軟體移動機器人是機器人領域的一個新興研究方向，其柔軟的材料和結構使其能夠適應複雜環境，完成傳統剛體機器人難以勝任的任務。近日，一篇由Dimuthu D. K. Arachchige等人發表於arXiv的綜述論文（編號2605.20304）對軟體移動機器人的研究進展進行了全面回顧，重點關注無輪陸地運動系統。

論文首先介紹了軟體移動機器人的潛在應用領域，包括搜救、服務、監控、探測和製造業。這些機器人憑藉其柔順性和適應性，能夠在狹小空間或崎嶇地形中作業。綜述深入分析了各種運動策略，包括蠕動（如尺蠖式運動）、爬行（使用腿或鰭狀結構）、跳躍（通過儲能釋放實現）以及滾動（利用身體變形滾動）等。每種策略都有其獨特的優勢和適用場景。

在驅動方法方面，論文討論了氣動人工肌肉、介電彈性體（DEA）、形狀記憶合金（SMA）、繩索驅動、電活性聚合物等多種方式。氣動驅動提供了高功率密度，DEA響應速度快，SMA能夠產生大變形。此外，論文還總結了當前的建模方法，包括連續介質力學模型、集總參數模型以及基於數據的模型，並介紹了控制系統設計，如開環控制、反饋控制和基於學習的控制。

儘管軟體移動機器人展現出巨大潛力，但論文指出，要實現其廣泛應用，仍需克服多項關鍵挑戰。例如，高效能源供給（通常需要繫繩或高壓氣源）、精確控制（由於材料非線性）、耐用性（疲勞和損傷）、製造工藝（一體化和可重複性）以及環境適應性（温度、濕度等）。該綜述為研究人員和從業者提供了寶貴的資源，有助於推動該領域的進一步發展。