2017 年 7 月曾经有这样一款软体气动机器人引起机器人圈的轰动，它的外形像长条状塑料袋，前端位置配了一颗小小的摄像头，整体给人一种粗糙感。

但是，这款机器人就像一根藤蔓，可以不断向前延伸较长的距离；除了向前延伸，它还会转弯；而且别看它瘦弱，其实它是能够撑起一个重量 100 公斤的木箱子，可以在搜索救援、医疗救护等场景大显身手。

研究团队在这款机器人的导航问题上没少下功夫，现如今，这条「机器藤蔓」甚至可以利用障碍物进行路径规划了。

这款软体气动机器人的设计是受到藤蔓、真菌和神经细胞等生物的启发：这些生物体是通过生长而非运动来驾驭其所处的环境。它们的特征在于，身体从一端向外延伸，长度成倍增加，并且还能主动控制生长方向，因此形成了一种有用的三维结构，有了一种在严格受限的环境中移动的能力。

研究团队设计出的软体气动机器人外部是一根由软性材料制成的透明管，内部材料在未延伸时呈折叠状态。研究团队用到的是一种又薄又便宜的塑料，向其注入流体。

做出这款机器人主要基于两方面原理。其一，基于用承压流体驱动材料的原理，研究团队给机器人设计了一个倒置的薄壁“外衣”，通过内部施压，机器人能够由顶端延伸出去。其二，基于延长时的不对称性，研究团队设计了一种环境刺激感知系统，可以主动控制方向；简单来讲就是，机器人的驱动通过缩短身体的一侧来实现，只有这样机器人才有了转弯的能力。

由于软体机器人具有低惯性，身体也更为柔软，因此研究团队认为，专门去约束机器人、避免其产生碰撞的做法其实是不必要的，有时反而会对机器人的运动有所限制。特别是在搜索救援等情况下，机器人一般要在混乱或受限的环境中导航，碰到障碍物是不可避免的。

因此研究团队的做法是，用一个经验运动学模型对「藤蔓机器人」与其所处环境的相互作用进行了数学化的描述。通过该模型，研究团队开发了一种规划机器人路径的方法。研究团队将这一模型称为是「启发式模型」，这是因为障碍物可以被动地引导机器人，减少其运动过程中的不确定性。

这一方法并不是要避免机器人与环境接触，而是在遇到障碍物时，善于利用障碍接触，使其对导航产生积极作用。实验表明，考虑并善用障碍接触的规划方式所产生的路径面对不确定性表现更佳。

值得一提的是，这一路径规划方法把对机器人身体的操控转移到了环境中，机器人所需的驱动由此减少。