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  過(guò)去幾十年來(lái)，機(jī)器人技術(shù)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，人機(jī)交互的安全性問(wèn)題也日益凸顯。軟體機(jī)器人采用柔韌性和柔順性與皮膚或肌肉組織相似的材料，可以通過(guò)變形吸收碰撞產(chǎn)生的大部分能量，尤其適用于可穿戴和植入式應(yīng)用。對(duì)于這類應(yīng)用，器件的規(guī)模和侵入性往往是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。一般而言，較小的規(guī)模可以帶來(lái)更好的便攜性，但會(huì)增加設(shè)計(jì)、制造、控制的復(fù)雜性，并受到電源限制。較低的侵入性可以提高舒適度并降低手術(shù)的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)，但對(duì)器件的尺寸及其材料的生物相容性提出了更高的要求。因此，開發(fā)更先進(jìn)的可穿戴和植入式軟體機(jī)器人在很大程度上依賴于設(shè)計(jì)、制造、控制、電源和材料等方面的創(chuàng)新。

圖1 比較了不同類型的可穿戴和植入式軟體機(jī)器人在規(guī)模和侵入性方面的差異

圖2 按材料類型分類的軟體機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)制

圖3 軟體機(jī)器人的外部傳感和本體傳感

圖4 上身可穿戴軟體機(jī)器人

圖5 用于人造器官的軟體機(jī)器人

圖6 外部刺激驅(qū)動(dòng)的無(wú)線植入式軟體機(jī)器人

  得益于驅(qū)動(dòng)機(jī)制、材料科學(xué)和制造技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，可穿戴和植入式軟體機(jī)器人正迅速發(fā)展。未來(lái)的軟體機(jī)器人將通過(guò)新型驅(qū)動(dòng)器、生物兼容材料和先進(jìn)制造技術(shù)，增強(qiáng)多功能性和智能性，能夠自主運(yùn)行、適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境并執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)。實(shí)現(xiàn)這些潛力需克服重大挑戰(zhàn)，跨學(xué)科合作至關(guān)重要。

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  原文鏈接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.4c00513