傳統(tǒng)的柔性機(jī)械手剛性機(jī)械手因其靈活性和安全性不適合在一些狹窄復(fù)雜的特殊場(chǎng)景中應(yīng)用。隨著新材料的不斷發(fā)展，具有更高柔性的柔性機(jī)器人的研究掀起了熱潮。軟機(jī)器人的靈感來源于自然界中的仿生動(dòng)物，如模仿蛇、象鼻、章魚手臂等的仿生機(jī)器人。，能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，操作抓取靈活安全。

機(jī)械臂涵蓋了很多學(xué)科，包括仿生學(xué)、材料學(xué)、機(jī)器人學(xué)，目前還處于起步階段。許多問題還沒有解決，或者需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化，包括智能材料、傳感技術(shù)、建模和運(yùn)動(dòng)控制等。其關(guān)鍵問題集中在運(yùn)動(dòng)重復(fù)精度、輸出力、建模和算法優(yōu)化上。

在軟件機(jī)械手的設(shè)計(jì)和研究過程中，需要利用機(jī)器人的狀態(tài)數(shù)據(jù)來評(píng)價(jià)其性能?？紤]到柔性機(jī)械臂結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式的特殊性，很多裝置不適合在實(shí)驗(yàn)中獲取數(shù)據(jù)。Optical 動(dòng)作捕捉 system通過在機(jī)械臂上粘貼無(wú)線光標(biāo)記點(diǎn)，并對(duì)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，可以獲得柔性機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。它具有測(cè)量精度高、對(duì)被測(cè)對(duì)象影響小的特點(diǎn)，已被許多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)用作柔性機(jī)械臂的測(cè)量設(shè)備。

1.提高軟件機(jī)械的精度。

軟件容易被環(huán)境變形，從而影響準(zhǔn)確性。吉林大學(xué)從力平衡的角度提出了一種曲率恒定的柔性手術(shù)器械結(jié)構(gòu)[1]，能夠快速準(zhǔn)確地響應(yīng)指令，滿足實(shí)時(shí)手術(shù)的主從控制要求。為了驗(yàn)證軟件機(jī)械手在精細(xì)操作下的性能，研究人員進(jìn)行了樣機(jī)實(shí)驗(yàn)，醫(yī)生主手控制軟件機(jī)械手在目標(biāo)位置抓取圓環(huán)。實(shí)驗(yàn)中，將反射標(biāo)記點(diǎn)分別固定在主手和器械的末端執(zhí)行器上，通過NOKOV measurement 動(dòng)作捕捉 system實(shí)時(shí)獲取主手(由醫(yī)生控制)和從手術(shù)器械的運(yùn)動(dòng)軌跡信息作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并將期望軌跡與實(shí)際軌跡結(jié)果進(jìn)行比較。

2.增加軟機(jī)械手的輸出力。

材料的軟變形也帶來了輸出力低的問題。莫納什大學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)折紙?jiān)鰪?qiáng)的軟體機(jī)器人[2]，它可以在任何彎曲狀態(tài)下保持末端執(zhí)行器的方向。在樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中，在折紙殼中心線上布置一系列反光標(biāo)記，利用optical 動(dòng)作捕捉 system測(cè)量機(jī)器人的形狀變化。