報名|特邀中國首篇《科學》機器人子刊北航文力解析軟體機器人研究方向和產業趨勢

講座主題：《仿生軟體機器人》

活動時間：10月28日（周六）下午14:30

報名方式：聯繫堂博士微信（13810423387）

一、主講嘉賓科研歷程

還記得這隻蔚藍的章魚手吧，內側有吸盤的軟體軀幹，結合吸附與纏繞兩種方式，抓取多種形狀不規則的物體。它是由Festo與北航ITR軟體機器人實驗室合作開發，項目負責人就是文力副教授。

今年9月，文力團隊研製的仿生?魚吸盤也成功發表於Science的子刊Science Robotics，同時登上Science封面。

北京航空航天大學為該論文的第一單位、通訊單位。這也是我國在《科學·機器人學》上發表的首篇論文。雜誌官方通過圖文、多媒體兩種形式詳細撰文介紹了該項研究。

?魚頭部吸盤的結構十分精妙複雜，被生物學家稱作「脊椎動物解剖學上最奇妙的結構之一」。文力老師團隊，歷經四年，經歷無數個不眠夜，才攻克這項科研難關。該項應用在軍民領域都有良好的應用前景，如國防科技，水下救援、海洋生態檢測等方面，可發揮重要作用。

文力和仿生?魚軟體吸盤機器人

事實上，這已不是文力領銜的課題組第一次做出優秀的仿生機器人。今年3月，北航ITR軟體機器人實驗室與國際著名機器人與自動化公司FESTO合作研製的「軟體章魚觸手機器人」發布。這種機器人能為不同形狀、大小的物體完成安全無損和有力的抓取，突破了剛性機器人的部分先天缺陷。

「得益於北航提供的優質科研環境和平台，我們能夠不斷取得突破，這次成果登上《科學》系列雜誌封面，也是對我們目前工作的一個階段性的認可。」文力說，自己的課題組會再接再厲，未來依然任重道遠，同時也相信北航會產生更多重量級的科研成果。

二、軟體機器人產業特點

傳統機器人大多由限制了彈性變形能力的剛性材料製成，其形狀適應特定的外部約束與障礙，具有高度精確性的特點。對這些剛性機器人的運用傾向於專業化與精確化，它們很難表現出高度可變形能力與對不同情況的適應性。隨著機器人運用領域繼續擴大，醫療保健、複雜地形勘探等特殊領域對機器人提出了更加嚴苛的要求，能夠適應非結構化環境的特殊機器人成為科學界研究的熱點方向。

軟體機器人在生產生活中具有極其廣泛的應用。根據其使用場景可分為以下四種主要運用領域。

1、抓持作業。軟體機器人具有與生俱來的安全性，可以主動或被動適應物體的形態，在抓持不同形狀的物體，尤其是軟物體和易碎物體上具有優勢。比如，在工業生產線上軟體機器人可以安全高效地與人協作完成分揀形狀大小不一的物體、裝配等作業；在服務業軟體機器人可以安全可靠地端茶遞水，準備食物。

2、人機交互康復機器人。相比於傳統剛性機器人，軟體機器人柔軟的機體使其可以更高效、安全地與人類和自然界進行交互。如同人體靈活的軀幹與肌肉，軟體機器人柔軟的機體、彎曲的形態和不規則的表面令其在不同環境中能夠更為靈活的運動。因此，將軟體機器人與可穿戴設備結合用以幫助特殊人群完成生理活動。

3、勘探、野外運動。在地震、洪水等自然災害發生時，抑或遇到懸崖、岩洞、海底等複雜未知環境，用機器人代替人類工作就顯得十分必要。傳統的剛體或超冗餘度機器人對複雜環境的適應能力不足以承擔日趨精密的勘探任務，而軟體機器人則可以利用自身柔軟、彎曲程度高、自由度大等優勢很好地適應不同的複雜環境，承擔起勘探、救援、偵查等工作。

4、醫療和手術應用。軟機器人天生具有與生物體的自然組織兼容的優勢。微創外科手術（MIS）為軟體機器人提供了一個巨大的舞台。軟體機器人能夠突破傳統微創外科手術方法的局限，如低自由度的操作設備給手術帶來的限制。

本周六 (10月28日)，文力副教授將登陸機器人大講堂，說說他和仿生軟體機器人的故事。

三、主講嘉賓介紹

文力

北京航空航天大學 機械工程及自動化學院 副教授，博士生導師

博士期間師從於國內著名機器人專家王田苗教授；2011年畢業後去哈佛Lauder實驗室攻讀博士後；與哈佛大學合作研發的類似於鯊魚鱗片的複合材料獲得了國際頂級期刊《Nature》和《Science》的相繼報道，2014年被北航聘為「卓越百人計劃」副教授，博士生導師，並成立了仿生軟體機器人實驗室。2016年入選北航青年拔尖人才計劃。

四、分享內容

報告主題：《仿生軟體機器人》

1、生物體與生俱來的柔軟性和順應性一直是科學家們研究的熱點和難點。近期，隨著3D列印技術和新型智能材料的發展，對生物系統的研究有了突破性的進展並衍生出一門新的學科——軟體機器人。

2、軟體機器人良好的安全性和柔順性彌補了剛性機器人的不足。傳統機器人在工業、醫療和特種等諸多領域已經有了廣泛的應用，但其大多採用剛性連桿和關節構成，結構複雜，自由度有限，因而安全性和適應性有待提高。在一些特定領域，如人機交互和非結構環境下作業具有很大的困難。而軟體機器人本體採用軟材料或柔性材料加工而成，可連續變形，從原理上可具有無限自由度。

3、軟體機器人的發展也面臨著很多困難和挑戰：新的仿生結構和智能材料對加工工藝提出了更高的要求，如何高效快速的加工出符合特定需求的本體結構是一個急需解決的難題；可變形和高度的柔順性使得傳統的感測器如編碼器、電位計和剛性力觸覺感測器等很難集成到軟體機器人上，因此亟待研發新型的可相容、高精度並且對軟體機器人機械特性無影響的可變形感測器；軟體機器人自身幾何結構複雜且材料具有大變形非線性特性，這對軟體機器人的運動學和動力學，尤其是逆運動學的建模和控制帶來了極大的困難，急需建立新的理論和建模方法。

4、本講座將從仿生結構與運動、驅動與加工、感測與控制以及應用領域等方面對軟體機器人近期的研究現狀展開論述，並對軟體機器人未來的發展趨勢和研究方向做出展望。

五、報名信息

主辦單位：機器人大講堂、中關村融智特種機器人產業聯盟、啟迪之星RT創投咖啡

講座主題：《仿生軟體機器人》

活動時間：10月28日（周六）下午14:30

報名方式：聯繫堂博士微信（13810423387）

活動規模：60人

活動地點：北京市海淀區清華科技園C座B1層啟迪之星RT創投咖啡

活動流程：

14:30——15:00 簽到&到場觀眾自我介紹

15:00——16:30 主講報告與交流 （60人）

活動費用: 水位費+場地費66元/人

備註：在校學生享受6折，報名時請出示相關證件，請添加"13810423387"為微信好友以便完成支付，望大家理解。