A crawling robot driven by a folded self-sustained oscillator
University of California, Los Angeles（加利福尼亚大学洛杉矶分校）
不依赖电子和/或电磁元件的机车机器人将为机器人技术开辟新的前景和应用。然而，这些机器人通常涉及复杂和繁琐的制造过程，限制了它们的应用。在这里，我们开发了一种易于制造的爬行机器人，通过折叠将简单的控制和驱动嵌入到折纸启发的机制中，从而消除了对分立电子器件和传感器的需求。我们的爬行机器人通过定向摩擦运动，由板载折纸自我维持振荡器，它产生周期性的驱动从一个恒定的功率源。爬行机器人重量轻（~ 3.8克），超低成本（~ 1美元），可拆卸，无电子;它可以在极端环境中实现实际应用，例如，大辐射或磁场。机器人可以通过具有通用材料的整体折纸启发的基于折叠的方法来制造，即，片材和导电线。这种快速设计和制造方法能够在这种制造范式内对各种机构进行可编程组装，为不需要电子设备的自主、不受束缚的机器人奠定了基础。
2022-05-03 cs.RO physics.app-ph
Design and Fabrication of Origami-Inspired Knitted Fabrics for Soft Robotics
Department of Mechanical Engineering, Stanford University（斯坦福大学机械工程系）；Department of Mechanical Engineering, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学机械工程系）
本研究提出一种结合折纸结构与针织面料的软体机器人制造设计方法，通过编程针迹与热熔纱实现可控折叠，成功复现复杂折纸图案并开发出可移动的可穿戴Kaleidocycle机器人。
2025-11-03 cs.RO
EyeSight Hand: Design of a Fully-Actuated Dexterous Robot Hand with Integrated Vision-Based Tactile Sensors and Compliant Actuation
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本研究提出集成视觉式触觉传感器与准直驱驱动的7自由度仿人灵巧手EyeSight Hand，通过三项操作任务实验验证，结合视觉丢弃策略的模仿学习证明触觉感知可显著提升灵巧操作性能。
2024-08-12 cs.RO
Enhancing Robotic Perception and Adaptability through Sensor Fusion and Origami-Inspired Designs
IIT Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；e-Yantra, IIT Bombay（e-Yantra，印度理工学院孟买分校）
本研究提出一种紧凑移动机器人，利用折纸轮子调节传感几何，通过传感器融合提升深度覆盖，在室内外环境中显著降低无效深度比例。
2026-10-08 cs.RO
A Dexterous and Compliant Gripper With Soft Hydraulic Actuation for Microgravity Manipulation
Aerospace Engineering Program, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校航空航天工程系）；Department of Mechanical Engineering, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校机械工程系）；Department of Mechanical Engineering, National University of Singapore（新加坡国立大学机械工程系）
本文提出将DexCoHand灵活的双指六自由度机械手与Astrobee自由飞行机器人集成，以实现微重力环境下的灵活操作，该机械手在保持稳定接触的同时减少了对自由飞行基底的干扰，提高了操作的连续性和适应性。
2026-05-18 cs.RO
Development of Tendon-Driven Compliant Snake Robot with Global Bending and Twisting Actuation
Korea Institute of Science and Technology（韩国科学技术研究院）；Endorobotics Co., Ltd.（Endorobotics公司）；Samsung Electronics（三星电子）
针对蛇形机器人运动远不及生物蛇的问题，本文首次实现了利用局部地面接触和全局张力的运动原理，研发出由串联腱驱动连续体部分组成的蛇形机器人，通过腱驱动全局弯曲和扭转实现多方向运动及转向，室内实验验证了其有效性。
2024-07-22 cs.RO
Mechanical Characterization of Compliant Cellular Robots. Part II: Active Strain
Yale University（耶鲁大学）
模块化主动单元机器人（MACRO）是一种设计方法，其中大量的线性致动器和被动柔性关节被组装以创建具有重复单元的主动结构。这种网状机器人结构可以被致动以实现大的变形和形状改变。在这篇由两部分组成的论文中，我们使用有限元分析（FEA）来模拟不同MACRO网格拓扑的变形行为，并评估其被动和主动机械特性。在第一部分中，我们介绍了不同的MACRO网格的被动刚度特性。现在，在本文的第二部分中，我们研究了平面宏网格的主动应变特性。使用有限元分析，我们量化和比较产生的应变的具体选择的宏网格拓扑结构，并进一步为特定的选择，在该特定的网格驱动的致动器。我们模拟了一系列的致动模式，是基于网格内的致动器的角取向，并表明，这种致动模式的结果是独立的网格的大小的变形。我们还表明，存在这样的驱动模式，跨越变形行为的范围内的一个子集。最后，我们比较了驱动不同的宏网格所需的驱动努力，并表明驱动努力与网格的节点连接。
2022-03-11 cs.RO
From Fold to Function: Simulation-Driven Design of Origami Mechanisms
Robotics Institute, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学机器人研究所）
本文提出一种基于仿真的折纸机制设计框架，利用MuJoCo的可变形体能力，通过直观的图形用户界面实现折纸结构的仿真与优化，验证了其在折纸弹射装置中的应用效果。
2026-05-02 cs.RO
Origami spring-inspired shape morphing for flexible robotics
State Key Laboratory for Turbulence and Complex Systems, Department of Mechanics and Engineering Science, BIC-ESAT, College of Engineering, Peking University（北京大学工学院湍流与复杂系统国家重点实验室）；CAPT, HEDPS and IFSA Collaborative Innovation Center of MoE, Peking University（北京大学CAPT、HEDPS与IFSA协同创新中心）
柔性机器人能够通过形状变形来实现各种功能，这得益于它们的柔性体和可重构结构。在这里，我们构建和研究一类折纸弹簧广义从已知的交错折纸弹簧，作为有前途的候选人在柔性机器人的形状变形。这些弹簧被发现表现出非线性拉伸-扭转耦合和线性/非线性的压缩/拉伸区域的机械响应，所展示的连续介质力学模型，实验和有限元模拟分析。为了提高机械性能，如抗损伤能力，我们建立了一个折纸刚性化的方法，通过增加额外的折痕的弹簧系统。在理论框架的指导下，我们实验实现了三种类型的柔性机器人-折纸弹簧弹射器，爬行器和Transformers。这些机器人显示出所需的功能和出色的机械性能。所提出的折纸辅助设计的概念，预计铺平了道路，以促进灵活的机器人的各种形状变形。
2021-06-03 cond-mat.soft cs.RO
A Tendon-Driven Robotic Jellyfish with Constrained Soft Actuation and Depth Control via Reinforcement Learning
Hong Kong Embodied AI Lab（香港具身智能实验室）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
提出一种腱驱动仿生水母机器人，通过约束软驱动实现大变形和线性驱动，并利用强化学习实现闭环深度控制，提升软体机器人的可控性与自主性。
2026-10-19 cs.RO
Co-optimizing Physical Reconfiguration Parameters and Controllers for an Origami-inspired Reconfigurable Manipulator
Colorado State University（科罗拉多州立大学）；University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；Manning College of Information and Computer Sciences（曼宁信息与计算机科学学院）
针对可重构机器人构型与控制器依赖的优化难题，本文以腱驱动折纸启发式机械臂为例，基于最小势能前向模型，通过强化学习协同优化关节刚度（重构参数）与腱位移控制策略，实现固定参数下无法完成的目标到达任务，框架可扩展至其他系统。
2025-04-14 cs.RO
A Bimodal Hydrostatic Actuator for Robotic Legs with Compliant Fast Motion and High Lifting Force
Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学）
机器人腿具有双模态操作：当腿需要在空中快速移动时的摆动阶段（高速，低力）和腿承受系统重量时的站立阶段（低速，高力）。为这种极值操作设定传统的单比致动系统的尺寸导致过大的重型电动机和差的能量效率，这阻碍了承载其致动器和能量源的质量的腿式系统的能力。本文探讨了一种致动的概念，其中静液压传动动态重新配置使用阀门，以适应机器人腿的每个阶段的要求。分析了开关阀的质量延迟流量折衷。然后，一个自定义的驱动系统的建立和集成的机器人腿测试台，以评估的概念。实验结果表明：1）小型电动球阀在设计用于此任务时，可以在操作模式之间进行快速转换，2）所提出的操作原理和控制方案允许无缝转换，即使在与地面的冲击期间，以及3）致动器特性解决了腿部双峰操作在力、速度和顺应性方面的需求。
2022-10-11 cs.RO
Design of CLARI: A miniature modular origami passive shape-morphing robot
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
该研究设计了昆虫级模块化折纸四足形变机器人CLARI，通过8个独立驱动自由度和定制压电致动器实现多形态运动，验证了其穿缝隙能力，为杂乱地形导航奠定基础。
2023-07-19 cs.RO cs.SY eess.SY
Koopman Model Predictive Control of An Origami-Inspired Soft Exoskeleton for Knee Rehabilitation
针对软外骨骼非线性人机交互控制难题，提出基于折纸气动执行器的膝关节康复外骨骼，利用Deep Koopman Network结合EMG信号建模并以MPC实现实时控制，在被动和主动训练中均优于传统PID。
2026-10-07 cs.RO
Theoretical Modeling and Bio-inspired Trajectory Optimization of A Multiple-locomotion Origami Robot
Zhejiang University（浙江大学）；Robotics Institute of Zhejiang University（浙江大学机器人研究院）
针对软体机器人缺乏理论建模的问题，本文为折纸机器人的爬行和游泳运动建立动力学与运动学模型，并开发了规划类人游泳步态以获取最大推力的算法，仿真实验验证了其有效性。
2024-03-19 cs.RO
Designing Kresling Origami for Personalised Wrist Orthosis
University of Oxford（牛津大学）；Podium Institute for Sports Medicine and Technology（波迪姆运动医学与技术研究所）；Institute of Biomedical Engineering（生物医学工程研究所）
本文提出一种受Kresling折纸启发的新型个性化腕部矫形器，利用热封织物和可拆卸腱驱动系统实现六种运动模式，实验验证了其多方向弯曲及复杂运动能力，为康复训练奠定基础。
2025-01-30 cs.RO
Design and Control of a Micro Overactuated Aerial Robot with an Origami Delta Manipulator
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
该研究设计了总重2.0kg、8自由度独立可控的轻量折纸Delta臂空中操作机器人，提出适配过驱动平台的控制架构，验证了其柔顺交互等性能。
2023-05-03 cs.RO
A light-weight, multi-axis compliant tensegrity joint
University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Stinger Ghaffarian Technologies（斯廷格·加法里安技术公司）；NASA Ames Dynamic Tensegrity Robotics Lab（美国国家航空航天局艾姆斯动态张拉整体机器人实验室）
在本文中，我们提出了一个重量轻，多轴柔性整体关节，生物灵感来自人类的肘部。这种张拉整体肘关节通过缩短和延长电缆来驱动，其方法受到人体肌肉驱动的启发。与许多系列弹性致动器不同，该关节不仅沿着每个旋转轴结构上是顺应性的，而且沿着其他轴也是如此。柔性机器人关节在不可预测的环境中是必不可少的，包括机器人必须与人接触的环境。该关节还解决了功能冗余和灵活性的需求，这是许多研究使用生物精确机器人模型的应用所需的特征。
2015-10-26 cs.RO
Meta-Ori: monolithic meta-origami for nonlinear inflatable soft actuators
提出Meta-Ori一体化元折纸设计，结合超材料壳体与Kresling折纸，实现可3D打印的非线性充气软体致动器，并演示双段驱动顺序执行。
2025-03-30 cond-mat.soft cs.RO
Flexible and Foldable: Workspace Analysis and Object Manipulation Using a Soft, Interconnected, Origami-Inspired Actuator Array
DMS distributed manipulator systems（DMS分布式操作系统）；PLA polylactic acid（PLA聚乳酸）；PET polyethylene terephthalate（PET聚对苯二甲酸乙二醇酯）
提出一种由柔性表面连接的折纸启发3自由度瓦片阵列构成的分布式操纵系统，降低致动器密度，将可操作面积提升1.84倍，实现连续表面物体操作。
2025-09-26 cs.RO
The Quadruped Soft Tail: Compliant Grasping and Swabbing for Contamination Surveys in Harsh Environments
Mechatronics, Robotics and Operation Section, European Organization for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究中心（CERN）机电一体化、机器人与操作部门）；Department of Engineering Cybernetics, Norwegian University of Science and Technology (NTNU)（挪威科技大学（NTNU）工程控制论系）
提出一种安装在四足机器人上的轻量、柔软、肌腱驱动的尾巴，通过空心柔性骨架和软体夹爪实现污染拭子的抓取、擦拭和回收，结合运动学模型和任务空间控制器实现遥操作，验证了抓取对形状影响小且共模驱动可调节刚度。
2026-07-02 cs.RO
Hold 'em and Fold 'em: Towards Human-scale, Feedback-Controlled Soft Origami Robots
Institute for Experiential Robotics, Northeastern University（东北大学体验式机器人研究所）
本文提出带电容传感器的气动软折纸机器人，实现无视觉的闭环位置控制（RMSE低于4 mm），并以开环三致动器平台支撑人体重量。
2024-01-18 cs.RO cs.SY eess.SY
Bipedal walking with continuously compliant robotic legs
University of Stuttgart（斯图加特大学）；Institute for Nonlinear Mechanics（非线性力学研究所）
本文提出用连续柔顺材料替代传统刚性部件和SEA，设计双足机器人柔顺腿部，通过近似建模和多层控制策略，实现了成功的双足行走。
2024-11-11 cs.RO
Vibration of Soft, Twisted Beams for Under-Actuated Quadrupedal Locomotion
Reconfigurable Robotics Laboratory, School of Engineering, EPFL（可重构机器人实验室，工程学院，EPFL）；The School of Manufacturing Systems and Networks, Fulton Schools of Engineering（制造系统与网络学院，福尔顿工程学院）
Flix-Walker利用柔顺螺旋梁和振动驱动实现欠驱动四足运动，通过参数优化提升运动稳健性与自主导航能力。
2025-07-03 cs.RO
Compliant Fins for Locomotion in Granular Media
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
在本文中，我们提出了一种方法来研究颗粒状介质中的顺应性板的行为，并优化性能的机器人，利用这种技术的流动性。从以前的工作和基本测试薄板力产生颗粒介质内，我们介绍了一个折纸启发机制与非线性符合的关节，可用于颗粒推进。这个概念利用单侧关节限制来创建不对称的步态周期，从而避免了在其他游泳/挖掘机器人中常见的更复杂的替代方案。为了分析它的运动以及它的形状和推进力，我们利用颗粒阻力理论（RFT）作为出发点。将顺应性加入到这个理论中，使我们能够预测顺应性板在被拖动和旋转时的基于时间的演化。它还允许更合理的设计游泳机器人鳍设计变量可以针对颗粒介质的特性进行优化。这是使用基于Python的动态仿真库来对板的变形进行建模并优化机器人步态的各个方面。最后，我们原型和测试机器人的步态优化使用上述建模技术。
2021-06-14 cs.RO
TiBCLaG: Hybrid design approach for a trigger-induced bistable compliant laparoscopic grasper
Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Indian Institute of Technology Hyderabad（机械与航空航天工程系，印度理工学院海得拉巴）
本文提出一种单件、全合规、双稳态的腹腔镜钳夹器，通过合规触发机构和钳夹末端执行器实现稳定抓取，减少部件数量并降低制造成本。
2026-07-22 cs.RO
SPiralRoll: A Novel Adjustable-Stiffness Underactuated 3-DoF Joint with Torsion Springs for Rolling Robots
Cardiff University（卡迪夫大学）
提出一种基于扭簧的欠驱动柔性机构SPiralRoll，通过弧分布弹性件和双电机输入实现旋转、径向伸缩和轴向自旋三自由度运动，并集成到球形滚动机器人中验证其滚动与转向能力。
2026-06-23 cs.RO
Quasi-Direct Drive for Low-Cost Compliant Robotic Manipulation
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
机器人必须成本更低，并且能够进行力控制，以便在不受约束的人类环境中进行广泛、安全的部署。我们提出准直接驱动驱动作为一个有能力的范例，在人类环境中以低成本的机器人力控制操纵。我们的原型-蓝色-是一个人类规模的7自由度手臂与2公斤的有效载荷。蓝色可以花费不到5000美元。我们表明，蓝色的动态特性，满足或超过人类操作员的需求：机器人的标称位置控制带宽为7.5Hz，可重复性在4 mm内。我们展示了一个基于虚拟现实的界面，可用作远程呈现和收集机器人训练演示的方法。还讨论了Blue系统的可制造性、扩展性和潜在用例。视频和其他信息可以在berkeleyopenarms.github.io上找到
2019-04-11 cs.RO
A compliant ankle-actuated compass walker with triggering timing control
School of Physics, Georgia Institute of Technology, Atlanta, USA（物理学院，佐治亚理工学院，美国亚特兰大）；Electrical and Electronics Engineering, Hacettepe University, Ankara, Türkiye（电子与电气工程，哈科特佩大学，土耳其安卡拉）
本文提出了一种具有触发定时控制的踝关节驱动指南针步行器，通过串联弹性执行器实现非瞬时的踝关节推离，扩展了双足模型的运动能力。
2026-02-06 cs.RO
Monolithic Units: Actuation, Sensing, and Simulation for Integrated Soft Robot Design
Soft BioRobotics Perception Lab of the Istituto Italiano di Tecnologia (IIT)（意大利技术研究院（IIT）软生物机器人感知实验室）
本研究提出集成气动驱动、柔顺晶格外壳与光波导传感候选位点的整体单元（MU），通过参数化设计框架、实验均质化及离散优化传感放置，实现可重复、可扩展的软机器人设计，验证了其机械性能保留与通用性。
2025-11-17 cs.RO
MonoRollBot: 3-DOF Spherical Robot with Underactuated Single Compliant Actuator Design
Geometric Mechanics and Mechatronics in Robotics (gm 2 R) Lab, the School of Engineering, Cardiff University（几何力学与机电一体化机器人（gm 2 R）实验室，工程学院，卡迪夫大学）
针对欠驱动滚动机器人致动器有限但需高自由度多方向推进的难题，提出仅靠单电机加被动弹簧实现三自由度运动的MonoRollBot球形机器人，并评估其运动能力及参数对运动行为的影响。
2025-04-15 cs.RO
Dynamic Modeling and Robust Gait Optimization of a Compliant Worm Robot
Michigan State University（密歇根州立大学）
本文提出一种实验基础的建模与优化框架，用于能穿越褶皱管道的柔性蜗虫机器人。通过混合动态运动模型和能量模型，结合鲁棒性指标，实现步态优化以平衡速度与能耗。
2026-04-13 cs.RO cs.SY eess.SY
Passive Whole-body Control for Quadruped Robots: Experimental Validation over Challenging Terrain
Istituto Italiano di Tecnologia (IIT)（意大利理工学院）；LAAS-CNRS（法国国家科学研究中心自动化系统实验室）
我们目前的实验结果使用被动全身控制的方法，实现动态运动的同时，顺应平衡机器人的躯干四足机器人。我们制定的运动跟踪作为一个二次规划（QP），考虑到完整的机器人刚体动力学，驱动限制，关节限制和接触的相互作用。我们分析了控制器的鲁棒性对不准确的摩擦系数估计和不稳定的立足点，以及它的能力，重新分配负载的结果，强制执行的驱动限制。此外，我们提出了实际的实施细节，从实际平台的经验。在90公斤重的液压驱动四足（HyQ）机器人上进行了广泛的实验测试，验证了该控制器在各种地形条件和步态下的能力。所提出的方法是优越的准确执行高动态运动相对于当前的最新技术水平。
2019-03-13 cs.RO
Soft Pneumatic Actuators for Soft Robotics: A Motion-Based Review of Actuation Mechanisms and Performance Trade-offs
本文基于运动类型（直线、弯曲、扭转、全向）分类综述软体气动执行器的设计策略，分析结构特征对运动输出、力产生、空气需求等性能的影响，并讨论选择与比较时的关键条件。
2026-05-24 cs.RO
Stiffness Change for Reconfiguration of Inflated Beam Robots
Stanford University（斯坦福大学）
本文提出利用可变刚度选择性激活柔顺连续体机器人的离散关节，使单个执行器可控制多个关节，从而解耦可控自由度与驱动自由度，并通过嵌入式正压层干扰在充气梁机器人中实现刚度变化与生长兼容。
2023-07-06 cs.RO
Aerial Layouting: Design and Control of a Compliant and Actuated End-Effector for Precise In-flight Marking on Ceilings
Autonomous Systems Lab, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院自主系统实验室）
该研究针对空中机器人毫米级定位精度需求，设计采用Gough-Stewart机构的柔顺驱动末端执行器，实现天花板上的精确标记，无需复杂建模或控制。
2026-08-12 cs.RO
Learning Soft Robotic Dynamics with Active Exploration
Soft Robotics Lab, D-MAVT, ETH Zurich（软机器人实验室，ETH Zurich）；Learning & Adaptive Systems Group, D-INFK, ETH Zurich（学习与自适应系统组，ETH Zurich）；ETH AI Center, ETH Zurich（ETH人工智能中心，ETH Zurich）
提出不确定性感知的主动探索框架SoftAE，通过概率集成模型估计认知不确定性并引导探索，在多种软体机器人形态上实现了更准确、可泛化的动力学建模与零样本控制。
2026-11-05 cs.AI cs.RO
Data-driven Actuator Selection for Artificial Muscle-Powered Robots
University of California San Diego（加利福尼亚大学圣迭戈分校）
尽管人造肌肉由于其柔顺、柔性和紧凑的特性而受到欢迎，但目前还不存在一种在设计肌肉驱动机器人时对适当的致动策略做出明智决定的简单方法;因此限制了此类技术向更广泛应用的过渡。更重要的是，当一种新的肌肉驱动技术被开发出来时，很难将其与现有的机器人肌肉进行比较。为了加快人工肌肉应用的发展，我们提出了一种数据驱动的方法，用于机器人肌肉驱动器的选择使用支持向量机（SVM）。这种首创的方法使用户能够深入了解哪些致动器符合他们的特定需求和致动性能标准，使研究人员和工程师能够在几乎没有人工肌肉知识的情况下专注于应用设计。它还提供了一个平台，可以对现有的、新的或尚未发现的人工肌肉技术进行基准测试。我们在看不见的现有机器人肌肉设计上测试我们的方法，以证明其在现实世界应用中的可用性。我们提供了一个开放的、可在网络上搜索的界面，便于访问我们的模型，此外，还允许来自世界各地的团体不断贡献新的致动器数据，以增强和扩展这些模型。
2021-04-15 cs.LG cs.RO
Hybrid Impedance-Admittance Control with Multi-Link Aerial Robot for Contact-Rich Surface Sliding Task
The University of Tokyo（东京大学）
该研究针对多旋翼空中机器人，提出混合阻抗-导纳控制策略，利用其铰接形态分离力与运动调节，实现未知表面上稳健柔顺的接触丰富表面滑动任务。
2026-08-04 cs.RO cs.SY eess.SY
Caterpillar-Inspired Spring-Based Compressive Continuum Robot for Bristle-based Exploration
Edwardson School of Industrial Engineering, Purdue University（工业工程学院，普渡大学）
本文提出了一种基于 caterpillar 的弹簧式压缩连续机器人，用于受限空间探索，结合腱驱动和接触传感器实现高效表面感知与检查。
2026-03-10 cs.RO
Distributed Impedance Control of Latency-Prone Robotic Systems with Series Elastic Actuation
Georgia Tech（佐治亚理工学院）；UT Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本文研究了具有串联弹性执行器的延迟敏感机器人系统的分布式阻抗控制问题，提出了一种关键阻尼增益设计方法，用于优化SEA级联控制架构的阻抗控制器设计，并通过频率域方法分析了时间延迟、滤波和负载惯量对SEA阻抗性能的影响。
2018-11-27 cs.RO cs.SY eess.SY
Self-Sustained And Coordinated Rhythmic Deformations With SMA For Controller-Free Locomotion
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
本研究针对SMA软体机器人，提出利用曲梁非线性力学与机械控制电路实现自维持节律形变及多模块同步的无电子机载控制方法，可实现单电源高效爬行，推动无电子自主SMA运动机器人发展。
2023-10-15 cs.RO cs.SY eess.SY
Fast Untethered Soft Robotic Crawler with Elastic Instability
Columbia University（哥伦比亚大学）
受哺乳动物奔跑启发，该研究用单舵机和预应力HCM设计无系绳软体爬行机器人，实现313 mm/s疾驰，并实验验证其速度提升与机构潜力。
2023-08-14 cs.RO
Human Centric Embodied Intelligence for Soft Wearable Robotics
本综述提出以人为中心的具身智能（HCEI）概念，引入感知-认知-执行-增强（PCAA）框架，整合多领域进展以指导软质可穿戴机器人向个性化、可预测的以人为中心方向发展。
2026-08-05 cs.RO
mCLARI: a shape-morphing insect-scale robot capable of omnidirectional terrain-adaptive locomotion in laterally confined spaces
针对搜救等场景的狭窄空间穿行需求，本文提出改进自CLARI的微型四足机器人mCLARI，通过被动柔顺闭合运动链结构实现可变形全向受限运动，在大幅缩小体积重量的同时保持高敏捷性与穿行能力。
2023-10-06 cs.RO
Design and Prototyping of a Bio-inspired Kinematic Sensing Suit for the Shoulder Joint: Precursor to a Multi-DoF Shoulder Exosuit
Institute for Global Health Innovation, Imperial College London（帝国理工学院全球健康创新研究所）
软可穿戴机器人是康复和主动辅助应用的一种有前途的新设计范例。它们的柔顺性使其成为肩部等复杂关节的理想选择，但这些机器人的直观控制需要强大且柔顺的传感机制。在这项工作中，我们介绍了多自由度肩外装能够感测肩关节的运动学的传感框架。所提出的基于肌腱的传感系统的灵感来自肌肉协同作用的概念，身体的本体感觉，并在负责肩部运动的肌肉组织中找到其基础。基于运动捕捉的评估开发的传感系统显示符合肌肉所表现出的行为，启发其路由和验证肌腱路由的假设扩展到驱动框架的机器护甲在未来。从多传感器空间到关节空间的映射是一个多变量的多元回归问题，并使用人工神经网络（ANN）导出。传感框架进行了测试与运动跟踪系统，并实现性能与均方根误差（RMSE）约为5.43度和3.65度的方位角和仰角关节角，分别测量超过29000帧（4+分钟）的运动捕捉数据。
2019-10-10 cs.RO
Ultra-fast, programmable, and electronics-free soft robots enabled by snapping metacaps
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校）
本研究通过几何设计metacaps，利用其非线性力学行为开发了超快、可编程且无电子器件的软体机器人，实现了毫秒级抓取与可调速无系绳游泳，为下一代自主软体机器人提供了新策略。
2022-10-28 cond-mat.soft cs.RO
Underactuated Control of Multiple Soft Pneumatic Actuators via Stable Inversion
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
针对单注射泵驱动的多软体手指协调难题，本文基于稳定逆理论设计欠驱动控制框架，并通过仿真与实验验证其精确协调操作能力。
2024-08-04 cs.RO
Reinforcement Learning Controllers for Soft Robots using Learned Environments
University of Oxford（牛津大学）；Polytechnic University of Milan（米兰理工大学）
针对软体机械臂非线性动力学控制难题，提出在数据学习的可并行合成环境中使用策略梯度与 actor-critic 方法，并结合安全驱动空间探索协议训练循环动力学模型，实现无需先验知识的高性能闭环控制。
2024-10-25 cs.RO cs.SY eess.SY
Design, Modelling and Validation of a Novel Extra Slender Continuum Robot for In-situ Inspection and Repair in Aeroengine
University of（大学）；Rolls-Royce plc（罗尔斯·罗伊斯公司）
航空发动机现场维修工作是非常有益的，因为它可以显着减少目前的维修周期，这是广泛的和昂贵的，由于从飞机上拆卸发动机的要求。然而，在受限环境（例如燃烧室）中通过检查端口导航进/出和利用末端执行器执行多轴运动是相当具有挑战性的。提出了一种新型超细长（径长比<0.02）双级连续体机器人（16自由度），用于在受限环境中导航进出，并执行所需的构型形状以进行进一步的修复操作。首先，机器人设计提出了几种创新的机电一体化解决方案：（i）双级肌腱驱动结构，带有斜面盘，以执行所需的形状，并为承载高有效载荷提供选择性刚度;（ii）各种刚性柔性组合关节，以实现每个阶段的不同灵活性和刚度;（iii）每个2-DoF部分的三个命令电缆，以最大限度地减少精确致动的致动器数量。其次，分段缩放分段常曲率理论为基础的运动学模型和基尔霍夫弹性杆理论为基础的静态模型，建立考虑所施加的力/力矩（摩擦，驱动，重力和外部负载），其中的摩擦系数建模为弯曲角度的函数。最后，进行了实验，以验证所提出的静态建模，并评估机器人执行预定义的形状和刚度的能力。
2019-10-09 cs.RO cs.SY eess.SY
TO-SoFiT: Topology Optimization of Hydraulic Soft Fish Tail Design for programmable undulating locomotion
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
提出一种拓扑优化方法自动设计液压软鱼尾，平衡变形效率、流固耦合、可制造性和刚度，实现可调波动幅度和多轴弯曲，优于传统矩形尾鳍。
2026-06-16 cs.RO
State Estimation for Tensegrity Robots
Oak Ridge Associated Universities（橡树岭联合大学）；University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；NASA Ames Research Center（NASA艾姆斯研究中心）；SGT Inc.（SGT公司）
张拉整体机器人是一类柔顺机器人，在设计必须与不确定环境交互的大规模高效系统时具有许多理想的特性。在张拉整体系统的仿真研究中，已经提出了各种有前途的控制方法。遗憾的是，张拉整体机器人的状态估计方法尚未得到深入研究。在本文中，我们提出了张拉整体机器人的状态估计器的设计和评估。这种状态估计器将使现有的和未来的控制算法从仿真转移到硬件。我们的方法是基于无迹卡尔曼滤波器（UKF），并结合惯性测量，超宽带飞行时间测距测量，和致动器状态信息。我们评估我们的方法的有效性，超级球，基于张拉整体的行星探测机器人原型。特别是，我们进行测试，以评估机器人的成功估计全球位置相对于固定的测距基站在滚动机动以及由于电缆驱动引起的小幅度变形的本地行为。
2016-02-19 cs.RO
Autonomous Material Composite Morphing Wing
Cornell University（康奈尔大学）；Stanford University（斯坦福大学）
航空研究一直在寻求实现鸟类翅膀的适应性和变形性能，但在实践中，所有规模的翅膀继续使用相同的铰链控制表面的实施例。最近对用于变形机翼和控制表面的顺应性和生物启发机制的研究表明了有希望的结果，尽管这些通常是机械复杂的，或者它们可以控制的自由度（DOF）的数量有限。为了改善这些局限性，我们采用了一种新的范式表示自主材料复合材料的设计的鸟类规模的变形机翼。通过这种方法，我们减少了对复杂致动和机制的需求，并允许在整个超材料结构中三维放置可拉伸光纤应变计（光学花边）。这种结构围绕弹性体保形晶格，并通过应用功能梯度翘曲和加厚这个晶格，我们允许局部剪裁的顺应性，以适应所需的变形。结果，机翼在三个自由度（扭转、弯曲和伸展/压缩）实现了高变形变形，这些变形形状有效地改变了机翼的空气动力学性能，如低雷诺数风洞试验所示。我们的传感器还成功地展示了各种变形程度的可区分趋势，从而实现了未来的状态估计和对该机翼的控制。
2023-01-19 cs.RO
PanoVine: Whole-Body Visuomotor Control for Soft Growing Vine Robot
Stanford University（斯坦福大学）
针对软体生长藤蔓机器人难以建模和控制的问题，提出基于全身视觉反馈的数据驱动控制框架，利用19个分布式相机和端到端策略实现复杂环境下的自主导航与操作。
2026-06-24 cs.RO
