仿生智能軟體機器人
關注創建者：匿名 創建時間：2022-01-25
仿生智能軟體機器人的視頻教程
abaqus----帶限位圈約束的氣動軟體機器人仿真
本人工科碩士在讀，此視頻是一個課程介紹，完整版從0--1對帶限位圈約束的氣動軟體機器人仿真的所有操作進行了全程錄屏教學，學者可快速精通此分析，按照Abaqus有限元分析流程對part、material、assembly、mesh、step、interaction、load等7個模塊進行了視頻精講，總課時24分鐘，此方向直接達到精通水平。提供永久免費答疑，有問題直接問。
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ABAQUS-氣動驅動PneuNet結構軟體機器人仿真
課程共分為三個章節： 章節1-氣動驅動軟體機器人驅動原理與仿真分析方法 章節2-基于Fluid Cavity加載方式的軟體機器人仿真流程 章節3-基于Pressure加載方式的軟體機器人仿真流程
￥19.9 54分鐘 565播放
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仿生智能軟體機器人的實例教程
軟體機器人能夠適應不同的非結構化環境，實現與人類更安全地交互。目前，軟機器人主要采用手工裝配工藝制造。制造方法的局限性導致生產困難，限制了材料選擇范圍，并且難以獲得復雜的驅動性能，更不用提賦予機器人感知能力或智能性了。相比之下，3D打印（增材制造技術）可以基于數字模型自動準確地將設計思想轉化為復雜零件，從而顯著提高生產效率和制造靈活性。因此，3D打印是制造軟體機器人的最佳選擇之一，因為它可以實現智能材料的精確加工，也就是4D打印技術。4D打印可以將智能材料加工成具有各種刺激響應行為的動態結構。除了簡單的變形外，具有感知能力和適應性的4D打印智能軟體機器人更具吸引力，也就是通常說的人工智能（AI, Artificial Intelligence）。而通過4D打印直接獲得智能軟體機器人仍然是一個巨大的挑戰。
示意圖
近日，天津大學材料學院封偉教授團隊報道了一種具備自主行動能力和觸覺應變的4D打印軟體機器人，該機器人在一次打印成型后即具有熱致無約束滾動能力，無需任何其他后續加工程序。機器人的滾動穩定有力，而速度和方向可通過改變形狀和尺寸進行調整。如圖1所示，當放置于160℃的熱臺上時，打印的矩形樣品變形為螺旋管狀，并在加熱板上自動開始滾動。調整樣品的大小可以改變機器人的滾動速度。而滾動的方向由螺旋管的曲率方向控制，可以輕松改變。
圖1. 4D打印軟體機器人自主變形及滾動過程。
圖2. 機器人自主滾動及爬坡過程。
展開 大多數機器人都是為某一特定工作而設計的，且適應性不強。但弗吉尼亞理工大學的工程師們現在已經開發出一種軟體機器人，它可以變形為一系列的形狀，如駕駛、飛行或游泳機器人，而這要歸功于充滿一種金屬的橡膠表皮，它可以在液體和固體形式之間輕松轉換。
為了打造一個擁有如此多功能的機器人，研究人員首先設計了一種材料，它可以根據需要改變其形狀，根據需要保持該形狀很長時間然后再恢復到原來的配置，另外還可以多次這樣做。這種材料是由一個彈性內骨骼組成，其被切割成三角形的剪紙圖案。在這種材料內部則是一個含有低熔點金屬合金的管網以及一組卷須狀的加熱器。該結構可跟致動器、電機和其他部件相結合，然后用于運動和改變形狀。
據了解，機器人一開始是平的，里面的金屬為液體形式。它可以被彎曲和拉伸成機器人所需的形狀，在這一點上，金屬會硬化成固體并保持該形狀。在完成任何任務后則可以打開加熱器，將金屬加熱到60°C，然后使其熔化并使機器人恢復到原來的形狀。在那里，它會準備好被重新塑造成它接下來需要做的任何事情。它可以在不到十分之一秒的時間內變形并固定形狀。
在測試中，該團隊使用這種材料創造了一個可以沿地面行駛的機器人，然后變形為一個飛行無人機。從本質上講，它是一個扁平的板材，在飛行配置中帶有朝上的螺旋槳，而在其駕駛形式中，它類似于一個彎曲的玉米餅形狀，車輪則接觸地面。
另一個測試模型將這種材料作為潛水艇的基礎，它可以潛入水族館底部，然后舀起彈珠并將它們帶到水面。
這項研究的論文共同作者Edward J. Barron III說道：“我們對這種材料為多功能機器人帶來的機會感到興奮。這些復合材料足夠強大，可以承受來自馬達或推進系統的力量，但又可以輕易地變形，這使得機器可以適應它們的環境。”
展開 王海濤 彭熙鳳 林本末
(大連海事大學 船舶與海洋工程學院，遼寧 大連 116026)
摘 要: 軟體機器人是由柔性材料加工而成的，可以任意改變自身尺寸，與剛性機器人相比具有高順應性、適應性和安全性等特點，在工業、農業、醫療、救災等領域都有廣闊的應用前景，受到國內外學者的青睞。文中從制作材料、制作方法、驅動方式、應用領域、傳感與控制方面對軟體機器人進行綜述，介紹了軟體機器人的制作材料和柔性材料的新成果，以及近年來制作軟體機器人較新的方法；按照驅動方式將軟體機器人分為流體驅動、智能材料驅動、化學反應驅動，并對每種驅動方式的特點和典型結構進行了總結；對軟體機器人的建模方法和控制策略進行歸納與分析，得出了開發剛柔并濟的新材料、高效制造和精準控制是研究軟體機器人的未來方向。
關鍵詞： 軟體機器人；驅動；仿生學；傳感與控制；軟材料；研究進展
隨著科技的發展，機器人已經廣泛運用于醫療、救援、工業、農業等多種領域。大多數傳統的機器人是由硬質材料制成的，輸出力量大、速度快和精度高，但傳統機器人的結構復雜，靈活性差，使其不能穿過狹窄的空間，也不能適應形狀復雜的通道[1- 2]。由于傳統機器人的一些缺點不能滿足人類的需求，促使越來越多的研究人員開發軟體機器人，并取得了巨大的進步。軟體機器人主體材料采用變形較大的柔性材料制成，可實現連續變形，并任意改變自身的尺寸和形狀[1- 2]。柔性材料的使用使得軟體機器人的質量比傳統機器人輕，并能夠安全地與人協作，還具有自主適應不同形狀的能力[3]。同時，軟體機器人的發展也面臨著一系列的困難和挑戰，新的軟體結構對材料和傳感技術的要求越來越高，現有的材料并不能完全滿足所要實現的功能，如何使材料擁有高度的柔順性和較高的剛度，依然是一個亟待解決的問題。
展開 軟體機器人超彈性材料本構賦予的兩種實現方式 ￥29.99
引言：超彈性材料是軟體機器人實現 “大變形、高回復、低剛度” 核心性能的關鍵載體，其力學行為需通過精準的本構模型描述。在 Abaqus 仿真環境中，針對軟體機器人的超彈性材料本構，主要存在兩種主流賦予方式：一是直接調用內置的Mooney-Rivlin 應變勢能模型，適用于常規彈性體（如硅橡膠）的快速仿真；二是通過UHYPER.for 用戶子程序自定義應變勢能，適配新型超彈性材料（如梯度彈性體、仿生彈性體）的特殊力學行為。本文將圍繞這兩種方式，結合 Abaqus 仿真全流程（建模、參數設置、分析步、相互作用等），詳細闡述實現邏輯、操作要點及結果對比，為軟體機器人的超彈性仿真提供可復現的技術方案。
1、 計算結果與分析
兩種超彈性本構方式的仿真結果需從 “精度、效率、適用性” 三個維度對比，核心差異如下：
（1） 力學響應精度
Mooney-Rivlin 模型（1 階）：因模型未考慮高階非線性項，易出現 “應力預測偏低” 問題，誤差可升至 15% 以上。
UHYPER.for 子程序：通過自定義高階應變勢能函數（如 Ogden 模型、Yeoh 模型），可覆蓋小至大變形全范圍，與實驗數據誤差穩定在 3% 以內，尤其適合軟體機器人扭轉、彎曲等大變形工況。
（2） 計算效率
Mooney-Rivlin 模型：無需編譯子程序，計算迭代次數少。
UHYPER.for 子程序：需先通過 Fortran 編譯器（如 Intel Fortran Compiler）編譯子程序，且自定義函數的導數計算會增加迭代復雜度。
（3） 收斂性表現
Mooney-Rivlin 模型：因本構關系簡單，在幾何非線性打開、增量步合理設置的前提下，收斂率可達 95% 以上，極少出現 “迭代終止” 問題。
展開 為了證明MM3D打印對打印對象的組成、結構及特性的空間編程能力，文章列舉了打印折紙機構以及氣動行走機器人的兩個例子。
圖4 MM3D打印折紙
圖5 打印行走軟體機器人
展望未來，這種集成化的多材料打印噴頭將實現體素化功能性結構的快速打印，此外在打印分辨率和打印效率方面，定制化的打印墨水和打印結構的功能化同樣具有重要的研究和應用價值。
來源：《Nature》
視頻翻譯：紀錄片之家
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2027北京國際具身智能與人形機器人展覽會
202 Beijing Robotics Industry Expo
時間:2027年3月18-20日 地點:中國國際展覽中心（朝陽館）
背景概況
當人工智能從虛擬走向物理，具身智能正打破技術邊界，人形機器人作為其較佳載體，正加速從實驗室樣品迭代為產業級產品，開啟全新的“超級終端”時代。2026年作為人形機器人量產與規模化應用的元年
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作為“中國科技第一展”高交會的核心專題展，本次AI機器人高交會以“人機共生·智啟未來
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時間:2027年3月18-20日 地點:中國國際展覽中心（老國展）
展會介紹
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