随着科学技术的迅猛发展，智能机器人已成为国家发展战略的重要一环，并逐渐成长为驱动新质生产力的关键领域，发挥着越来越重要的作用。作为革命性的新型智能机器人，软体机器人不仅颠覆了传统机器人的硬性定义，更是在智能领域深度融合具身智能和仿生技术，能够灵活模拟自然界生物体的感知、决策和运动能力，开创了机器人智能共生的新纪元。
仿生软体机器人已成为当前机器人领域的前沿研究热点和焦点，其设计理念是模仿生物的形态、结构、运动方式和功能，旨在从自然界中汲取灵感，使机器人具有交互安全、适应性好、灵活性强等显著优势，在灾难救援、水下探测、太空探索等诸多领域展现出颠覆性的应用潜力。例如，在生物医疗领域，仿生软体机器人可以作为微创手术的辅助工具，灵活穿行于人体内部狭窄空间，精准完成手术操作，减少患者的创伤和恢复时间；在环境监测领域，仿生蝠鲼机器人或软体爬行机器人能够在海洋、森林等复杂环境中自主移动，实时采集环境数据，为生态保护和环境治理提供重要依据；在工业生产领域，仿生软体机器人可以用于处理易碎物品或在复杂结构中进行装配作业，提高生产效率和产品质量。
软体机器人发展简史
仿生软体机器人技术的典型应用领域
自20世纪80 年代以来，智能仿生软体机器人技术发展极为迅速，为新材料、驱动与感知一体化系统带来了根本性变革。首先，材料技术是关键所在。具有高弹性、可拉伸性和自修复能力的新型智能材料，是实现软体机器人性能提升的关键。这类智能材料不仅要能够承受复杂的力学环境，还要能够与驱动和感知系统兼容。同时，软物质力学和智能材料结构力学也是认识材料、改进材料并发挥其最佳性能的重要前提和基础支撑。其次，驱动技术也是核心之一。从传统的电机驱动到新型的气动、液压、形状记忆合金及电活性聚合物等智能驱动方式，为软体机器人的灵活运动提供了更多可能。再次，感知与控制技术是赋予软体机器人智能的关键。通过集成各种传感器，软体机器人能够感知自身状态和外部环境的变化，并通过先进控制算法实现自主决策和运动控制。此外，仿生设计技术也至关重要，通过对生物体结构和运动机制的深入研究，将生物的智慧融入机器人设计，使软体机器人在形态和功能上更接近自然生物。
智能感驱一体工作机制及策略
人工智能（AI）赋能软体机器人设计策略
近年来，人工智能技术的飞速发展为智能仿生软体机器人注入了新的动力。展望未来，智能仿生软体机器人将朝着更智能化、多功能化、微型化和集成化方向深入发展。然而，其发展仍面临诸多挑战：一方面，材料的性能和稳定性仍需提高，以满足长期在极端环境下稳定运行的应用需求；另一方面，驱动系统的工作效率和可靠性亟待提升，尤其是在小型化和微型化时如何实现高效、精准的驱动也是关键难题。
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智能仿生软体机器人理论与技术购买
张文明, 李汶柏 著
北京: 科学出版社, 2026. 3
ISBN 978-7-03-084212-1
《智能仿生软体机器人理论与技术》以作者所在上海交通大学研究团队近年来的科学研究工作为基础，融合最新研究成果撰写而成。全书共10章。第1章首先简要概述仿生软体机器人技术基础、基本分类、应用领域和发展前景与挑战；第2章介绍仿生软体机器人的仿生原理与运动机制；第3章介绍智能软材料与力学本构模型理论；第4章介绍软体驱动原理与技术；第5章介绍仿生模块化软体机器人的设计方法及应用技术；第6章详细介绍仿生移动软体机器人；第7章介绍仿生变刚度软体机器人抓手；第8章介绍仿生交互式软体机器人；第9章阐述智能织物仿生软体机器人；第10章阐述感驱一体智能仿生软体机器人。
本书可作为高等院校机器人工程、机械工程、力学、控制科学与工程等专业的高年级本科生、研究生和博士生的学习用书，也可作为从事智能材料与结构、仿生软体驱动器、软体机器人学等研究的科研人员的参考用书。
作者简介
张文明，上海交通大学特聘教授、研究生院副院长，日本京都大学JSPS特别研究员，英国谢菲尔德大学访问教授，获国家杰出青年科学基金、国家优秀青年科学基金项目，获科技部中青年科技创新领军人才、中组部青年拔尖人才、上海市青年优秀学术带头人、上海市曙光学者、上海市青年科技启明星、上海市青年五四奖章标兵等人才荣誉。长期致力于动力学设计与振动控制理论及技术领域的科研和教学工作，主持国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、重点项目等20余项，发表论文200余篇，出版学术专著5部，获授权国家发明专利60余项。获国家教学成果奖一等奖、二等奖，教育部自然科学一等奖、ASME最佳论文荣誉奖等。现任中国力学学会常务理事、中国振动工程学会常务理事、中国力学学会动力学与控制专委会副主任等，任Science China-Physics Mechanics &Astronomy青年编委、《力学季刊》副主编，《振动工程学报》、《动力学与控制学报》、《固体力学学报》等期刊编委。
李汶柏，同济大学航空航天与力学学院特聘研究员。主要从事智能材料与结构力学、软体机器人动力学设计与控制等方面的研究工作，主持国家自然科学基金面上、青年项目等8项，发表SCI论文近40篇，获授权国家发明专利19项。曾获博士后创新人才支持计划、上海市“超级博士后”激励计划、上海市力学学会优秀博士学位论文。现任 SmartBot、Soft Science、International Journal of Smart and Nano Materials期刊青年编委，以及Cyborg and Bionic Systems、《中国科学：天文物理力学》、Advanced Science等期刊客座编辑。
“师法自然，聚智成器”。在撰写本书的过程中，作者力图将智能仿生软体机器人领域的最新研究成果和未来发展趋势呈现给读者。希望本书能够为该领域的研究人员提供有价值的参考，为工程师提供实用的技术指导，同时也为对智能仿生软体机器人感兴趣的读者提供一个全面的了解窗口。相信，随着科学技术的不断进步和人类对自然的深入理解，智能仿生软体机器人理论与技术将在未来发挥更重要的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
与本书内容相关的研究工作得到了国家自然科学基金重大研究计划、青年科学基金等项目的大力支持，在此致以深切的谢意。
本文摘编自《智能仿生软体机器人理论与技术》（张文明, 李汶柏著. 北京: 科学出版社, 2026. 3）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-084212-1
（本文编辑：刘四旦）
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