軟體機器人具有柔軟，靈活，可拉伸的優點。
由於其固有的可變形性，機器人可以更安全，更穩定地與周圍環境交互。然而軟機器人本身的非線性和複雜性使控制策略變的困難。尤其是當軟體機器人與龐大沉重的控制機構和電纜連接，這大大限制了機器人的靈活性。
目前，科學家們致力於研究出擺脫沉重的控制系統的方法。將微型控制系統與軟體機器人集成於一體，形成了一個非常好的解決方案。
卡內基梅隆大學的研究人員受到海星的啟發，將微型控制系統與軟肢體結合，創造了一種不受束縛的軟機器人PATRICK，該機器人有五條腿，可以使用由形狀記憶合金（SMA）線驅動在水下爬行。
PATRICK機器人的設計
PATRICK的五條腿由選擇形狀記憶合金（SMA）嵌入硅橡膠中的肋狀切口製成，長10釐米，橢圓形截面為1.9x 0.9釐米。當向SMA施加電流時，彈簧自由收縮，從而帶動硅橡膠肢體結構彎曲。通過控制和驅動多個肢體，可以達到多種行走狀態。
PATRICK機器人的身體由電源和控制電子設備組成，被包裹在一個與水隔絕的硅膠套中。它由Laird BL652模塊控制，該模塊包含一個藍牙天線和一個nRF52832微控制器。微控制器通過異步收發傳輸器（UART）發送來自計算機的控制指令。研究人員將機器人的五條腿分別連接到相應的金氧半場效晶體管（MOSFET）上，然後將其連接到中央控制板。在驅動肢體內嵌入的SMA時，電流流過對應的金氧半場效晶體管，通過焦耳熱引起肢體的形狀轉變。
視覺追蹤反饋控制
PATRICK上的嵌入式開源軟件與連接到計算機的微控制器進行通信。PATRICK上的兩個彩色標記點可以在2D空間中確定其主體在全局中的位置和方向幀。基於機器人操作系統和外部攝像機可跟蹤PATRICK上的彩色標記點以提供反饋，從而控制機器人的運動。
機載軟件將每個形狀記憶合金執行器作為有限狀態機進行操作。每個SMA命令以（ON，OFF）的形式發送到PATRICK。通過改變激活SMA的時間，運動計劃系統可以控制腿在各個方向上的彎曲。板載安全計時器在超時後跳閘，如果在一定時間內未收到OFF命令，則會停用每個SMA，從而防止執行器燒燬。
PATRICK機器人的平均速度可達1 cm / s，與海星的速度範圍相同（大約0.5-2 cm / s）
總結與展望
PATRICK機器人可以通過反饋控制準確地接近所需位置。通過對高級運動進行迭代並利用基於視覺的狀態反饋，可以大大改善開環行為，並允許機器人執行有用的高級任務。
未來的工作將集中在擴大任務的多樣性和開發控制系統的技術上。例如，通過使用更復雜的觸覺感應和圖元進行抓取，該平臺可以潛在地導航到被淹沒的物體，將其撿起並將其移動到另一個位置或以其他方式操縱該物體。
原文鏈接：
https://arxiv.org/abs/2003.13529
論文題目：
AnUntethered Brittle Star Robot for Closed-Loop Underwater Locomotion
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