2011年，哈佛大学乔治·怀特塞兹教授帮助重新定义了机器的可能性。他与哈佛大学及美国五角大楼的国防高级研究计划局（DARPA）合作，开发了受生物启发的“软体机器人”。
他面临的挑战是制造一种能够穿过不到两厘米高缝隙的机器人。当大多数机器人工程师尝试使用传统的刚性机器人时，怀特塞兹则从自然界和生物体中汲取灵感。他创造了一类全新的软体机器人，完全由柔顺的弹性体聚合物制成。与刚性材料制成的机器人相比，这种软体机器人的柔韧性使其轻松完成了DARPA的挑战。这是机器人领域的一项突破。
DARPA合作项目最早产生的技术应用是在生物医学领域。软体机器人可用于在侵入性手术中灵活而精细地在人体内移动，或安全地运输器官和软组织而不造成损伤。但不久之后，工业自动化便成为这项突破性技术的一个应用领域。
电子商务、先进制造业以及食品和农业等行业，一直面临着越来越大的压力，需要寻找自动化解决方案，以应对劳动力供给减少、客户需求上升，以及在食品领域日益严格的安全标准。然而，这些行业产品的多变和易碎特性，使其在很大程度上难以实现自动化。
怀特塞兹的研究催生了全新的学术研发重点领域，而2013年，Soft Robotics Inc.作为先驱力量崭露头角，开发出首批也是唯一的商业应用。该公司将这项技术推进为商业产品，能够为全球工业客户开启自动化之门。凭借专利材料科学和人工智能，Soft Robotics打造的自动化解决方案能够像人手一样灵巧地抓取物品。该公司正在变革机器人自动化，以养活世界，并在各个市场推动工业生产力提升。
我们为何需要软体机器人？
食品的处理和包装，主要涉及农产品和烘焙食品，是一个高度依赖人工的过程。人工成本是产品总成本的重要投入。过去，这些市场的工人主要依靠低成本的移民劳动力。但在过去几年里，我们看到农产品及其他食品生产市场的劳动力供应显著减少。
无论是加利福尼亚州萨利纳斯的移民劳动力减少，英国脱欧对欧盟国家流入英国的劳动力造成的影响，还是澳大利亚新通过的针对“背包客”劳动力的监管壁垒，这都是一个全球性问题。它正在直接影响全球食品的成本和供应。随着劳动力日益稀缺，生产商正转向自动化，以维持生产力，并且在许多情况下，维持其食品生产业务的经济可行性。
传统机器人被设计用于极高效地完成单一任务。但当物品或任务发生变化时（食品领域常见此类情况），这些传统机器需要重新集成和重新编程，这可能耗时数百小时并需要大量资本投入。
这一问题并不仅限于食品行业。随着消费品需求增长，以及先进制造业和电子商务等行业的劳动力短缺，机器人解决灵巧操作问题的需求比以往任何时候都更加迫切。甚至美国政府也将“允许对日常物品进行灵巧操作的柔性抓取机制”列为“国家迫切需要”，载于其《2016年机器人路线图》报告。
当今大多数机器人解决方案基于刚性连杆和视觉系统，难以拾取食品等柔软且形态多变的物体，也难以与人类安全互动。传统机器人制造商曾尝试借助刚性连杆、传感器和复杂的视觉系统来模仿人手。Soft Robotics的方法则通过材料科学解决这一问题，而非依靠更高的成本和复杂性。
Soft Robotics技术的设计灵感来源于章鱼——这是对传统机器人路线的一次范式转变。由此发明了完全由聚合物制成的软体机器人执行器，无需传感器或其他机电设备即可运行。系统的计算能力内置于抓手本身，抓手采用专有的材料组合，并带有微流体通道。启动时，它模拟章鱼的触手，以复制人手的抓取和夹持能力。
如今，只有12%的非汽车行业实现了机器人自动化，因为现有的刚性机器人无法解决多变产品和非结构化任务中的灵巧操作问题。通过利用柔软和柔顺材料的特性，我们能够打造一套全新的自适应、灵巧机器人手，为这些劳动力匮乏的行业开辟全新的应用场景。
推动食品生产的未来
21世纪的农业面临着这样的挑战：在农村劳动力减少的情况下，需要生产更多食物以养活不断增长的人口。联合国数据显示，上个世纪全球人口增长了三倍。这一增长，加上发展中国家收入的提高，正在推高全球食品需求，预计到2050年将增长59%至98%。
这将以新的方式塑造农业和食品市场。农民需要提高产量。但由于劳动力短缺，生产已放缓，扩张也十分困难。农业劳动力短缺在2002年至2014年间，造成每年30亿美元的收入损失。加利福尼亚州生产美国三分之一的蔬菜和三分之二的水果及坚果，受影响尤为严重。根据农场劳动力调查和美国农业普查，该州在2002年至2014年间失去了近40%的农业劳动力。应对农业生产力挑战，不仅能养活世界，还能创造就业机会，并将以农业为基础的经济体转变为出口型经济体。
劳动力稀缺和食品安全问题正在直接影响全球食品的成本和供应。Soft Robotics的技术帮助新兴行业将自动化引入其食品处理和包装应用。地球上的每个人都参与全球食品供应链。我们致力于确保食品生产商在供应这一市场时的经济可行性。
Soft Robotics Inc.是世界经济论坛2018年“技术先锋”群体的成员。在此探索今年完整的“技术先锋”名单 此处。
