伴隨第四次工業革命的浪潮，當前智能制造正在席卷全球，加之工業自動化技術的迭代發展，推動了生物醫療、航空航天、環境監測等行業對機器人應用需求的增加，軟體機器人應運而生。
軟體機器人就是模仿自然界中的軟體動物柔軟結構和運動方式，基于柔性材料制造出的一種新型機器人。它具備無限自由度和連續變形能力等特性，對于傳統機器人無法到達或正常工作的特殊環境有著極強的適應能力，柔軟的構型材料使機器人具備更強的人機交互能力，使其具有廣泛的應用前景。
在生物醫療領域，軟體機器人可以作為手術機器人，為手術提供更加精準的控制和操作；在航空航天領域，軟體機器人可以用于維修和保養太空艙等設施；在環境監測領域，軟體機器人可以用于勘探地質和救援行動。當然，在內窺鏡、智能傳感器和仿生結構領域也具有前瞻性和創新性的應用場景。
據Market Data Forecast研究表示，2022年全球軟機器人市場規模為4.0143億美元，預計2028年估值將達到56.5797億美元，預計2023-2028年的年復合增長率為39%。
圖片來源于Market Data Forecast
其中Markets and Markets報告指出，3D打印機器人市場在2023年的價值為16億美元，預計到2028年將達到32億美元，預測期內的年復合增長率為14.6%。發展至今，軟體機器人已經逐漸進步到更精密的行業應用。
目前，摩方精密在軟體機器人應用已有著豐富的科研經驗，在研究生物體和軟體機器人結構與特性之間的相關性中，設計制備出具有該特性的結構和材料，通過獨有的面投影微立體光刻（PμSL）技術，可完成復雜三維微結構的快速成型制作，摩方精密制備出的軟體機器人相關精細零件被應用于內窺鏡、手術機器人、仿生結構、智能傳感器等眾多領域。
創新突破：PμSL技術助力科研案例
在軟體機器人的應用領域，摩方精密已經與眾多科研機構建立了緊密的合作關系，共同完成了許多具有突破性的科研成果。
科研應用①：混合驅動手術機器人
香港城市大學生物醫學工程系申亞京教授帶領的研究團隊開發了一款毫米級的軟連續體機器人，其在線控和磁場的混合驅動模式下同時擁有大轉角和高精度操作能力，解決了在狹長受限環境下操作的問題。
為了實現毫米級外形尺寸的混合驅動，該團隊基于摩方精密超高精度光固化3D打印機nanoArch?P140打印出超薄的鏤空型機器人骨架（長度30mm，外徑3.0mm，壁厚300μm），并在薄壁上形成150μm的貫穿孔用于腱索的布置。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/aisy.202000189
科研應用②：分級互鎖結構型柔性壓力傳感器
南方科技大學的郭傳飛教授團隊設計了由微穹頂陣列與帶有次級微柱的微穹頂陣列而形成的一種分級互鎖結構，降低了結構硬化給傳感器帶來影響的問題。
該研究團隊使用摩方精密nanoArch?S130，打印具有微穹頂結構以及分級微穹頂結構的樹脂作為模具。PμSL技術可實現分級互鎖結構的高精度、定制化打印，進一步可助力于高靈敏和寬線性傳感的柔性壓力傳感器的制備。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10535
科研應用③：柔性雙模態智能傳感器
北京航空航天大學文力課題組提出的基于雙模態智能傳感界面的軟體機器人非接觸交互示教方法。在該研究中，基于研究團隊所研發多模態柔性傳感界面，可在不接觸軟體機器人、無任何穿戴設備的情況下利用裸手交互地示教軟體機器人，使其實現復雜三維運動。
課題組基于摩擦納米發電機原理和液態金屬的壓阻效應提出了一種能夠對非接觸信號和接觸信號進行實時感知和解耦的柔性雙模態智能傳感器。該團隊利用摩方精密nanoArch?S140，實現了柔性介電層表面微型金字塔模具的3D打印，該傳感器自身具有較強的柔性和可拉伸性。
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-32702-5
科研案例④：仿蠓蟲軟體機器人（多運動步態）
香港中文大學張立教授課題組聯合北京計算科學研究中心丁陽教授課題組以及美國卡耐基梅隆大學Carmel Majidi教授課題組提出一種磁性軟體機器人平臺用于重建和解耦復雜生物運動，解決了平臺缺乏解耦復雜生物行為的問題。
該磁性軟體機器人可以通過模板法或者3D打印工藝制造。該工作中使用了摩方精密nanoArch?S130，打印一種節肢型的水凝膠磁性機器人，借助高精度光固化成型方式可制備高深寬比軟體機器人，復刻蠓幼蟲的多種運動步態，并結合編程，進一步實現智能驅動、控制等。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202109126
機器人的出現為人類打開了無限的想象空間，幫助人類深入極端環境，探索宇宙和生命的奧秘，完成許多人類無法完成或難以完成的任務。只有善用機器人的力量，才能推動社會的進步，實現人類文明的跨越式發展。
