基于体表爬行的软体机器人：用于按需交互的移动交互平台

1. 研究背景

随着人机交互（HCI）领域对柔性材料和软性机器人的不断探索，软体机器人作为一种新型的交互接口，正在展现出其巨大的潜力。相较于传统的刚性机器人，软体机器人具备更高的柔韧性、适应性和安全性，使其在涉及直接与人体互动的应用中，成为一种理想选择。柔性机器人因其形态和功能上的相似性，往往能给人类带来更加“自然”和亲切的感觉，在医疗、情感陪伴等领域得到了越来越广泛的应用。然而，尽管软体机器人作为一种移动式、可穿戴的交互界面，尤其是能够在人体上进行爬行和触觉反馈的应用仍未被充分探索。

2. 作品构成

本作品提出了一种创新的“软体机器人接口”设计，结合了超小型化的柔性材料和章鱼触手仿生气动形变技术，具有仅10g的自重，是第一个能够在不同表面(人体皮肤及其衣物上)进行爬行的机器人，带来直观的触觉反馈和人机交互体验，能够在医疗、交互、情感陪伴等发挥重要作用。

2.1 材料与气动系统构成。本机器人采用柔性材料和气动驱动系统，模块化的气囊能过进行弯曲、扭转、横和纵向延伸、局部鼓起的效果，在人体不同的表面上移动和适应，提供独特的触觉感知。

2.2 超小型化与模块化设计。通过设计、优化机械传动结构，整个机器人系统仅重10克，极小的体积使其能够方便地附着在人体不同部位进行交互。其模块化设计还支持触手的替换和定制，用户可以根据需要进行自定义配置长度，以满足不同身体部位的交互需求。

2.3 柔性传感器结合产生广泛应用领域。将打印的柔性电路与硅胶触手结合, 这种新型的软体机器人在医疗、交互、情感陪伴等领域有着广泛的应用潜力。在医疗中，它能用于身体部位信号采集与传输；在交互领域，它能够提供实时的触觉反馈，增强虚拟现实等应用中的沉浸感；情感陪伴方面，能提供类似人类触觉的互动，提升用户的情感体验。结合港科广的柔性电路打印资源，我们将设计并打印多种类型的电路，以制作不同原型并展示其应用效果。