BeetleBot：KAIST的3D打印软体机器人由人工肌肉驱动

机器人界的竞赛通常以人形机器人为主角来讲述——特斯拉的Optimus、Figure在仓库中的应用、宇树科技的后空翻。但本周引发关注的这款机器人却是六足行走，体重与启发它的昆虫相当，而且完全没有电机。

2026年10月13日，韩国科学技术院（KAIST）宣布推出BeetleBot，这是一款小型软体机器人，由KAIST与美国加州理工学院（Caltech）及新加坡南洋理工大学（NTU）的团队共同开发，相关成果发表于Science Advances（论文发表于 Science Advances，全文可通过PubMed Central开放获取）。该研究在上周晚些时候重新进入全球关注视野，New Atlas于10月25日进行了报道，使其正好处于48小时的热度窗口内，成为本周末搜索量最高的机器人新闻之一。

其核心定位十分具体，而非营销式宣传：一台机器同时具备行走、抓取、视觉和触觉功能，所有功能部件均为3D打印，且所有致动器的工作电压都低于5伏。

为何选择甲虫，又为何采用打印“肌肉”

大多数小型软体机器人的问题在于系统集成。它们在运动、传感或操作某一方面表现出色，但每项功能都依赖各自独立的模块，并配有笨重的驱动器，整个系统最终只能用线缆连接在实验台上。KAIST主导的团队则从动物本身入手解决这一问题。

研究人员对真实的Mecynorhina torquata（甲虫的一种，属世界上最大的昆虫之一，原产于刚果、喀麦隆和乌干达）进行了解剖和动作捕捉，并在活体昆虫身上关联了肌肉形变与关节角度。随后，他们用聚合物重现了这种肌肉骨骼机制：采用直接墨水书写3D打印的液晶弹性体（LCE）肌肉，并按照甲虫的腿部结构进行排布。

液晶弹性体是这篇论文的核心支撑。这种聚合物受热时收缩，冷却后恢复，比起在软体机器人领域占主导地位的气动囊和形状记忆合金丝，它更接近生物肌肉。论文中的主要数据如下：

• 独立的人工肌肉在3伏电压下收缩了其原始长度的约45%，断电后可完全恢复。
• 峰值驱动应力达到0.18 MPa，处于哺乳动物骨骼肌的典型范围（0.1至0.35 MPa）之内，这也是作者明确采用的对标基准。
• 在初始预处理之后，该致动器可稳定运行超过10分钟，并在超过10次开关循环中保持可重复的应变。
• 腿部节段在前侧致动器作用下弯曲约20°，后侧约12°，弯曲角度随电压变化，与生物测量结果相呼应。
• 驱动模块工作电压为3–4 V（随导线长度略有差异），整个打印柔性电路的工作电压保持在5 V以下。

这一电路与肌肉同样重要。研究团队使用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)三嵌段共聚物,并以银-SBS导电油墨打印出一条柔性聚合物电路,使每组肌肉都能被独立驱动。致动器厚度被调校为16层结构——既足以托起整个组装好的机器人,又足够薄,使热响应保持可用。作者称其结果是一个机械结构简单、功能却十分丰富的系统:没有电机,没有连杆,也没有齿轮箱。

带有"大颚"的抓手,以及双向对话

行走只是其中较容易的一半。BeetleBot的第二项本领是内置感知的操作能力。抓手以甲虫的大颚为原型设计,这种颚状口器是昆虫用来抓握猎物的器官。抓手采用多层结构制作,包括一个LCE致动器、一个聚酰亚胺加热器以及一个嵌入式电容式压力传感器。

传感器对接触的响应时间为127毫秒,在高达50 kPa的范围内呈近似线性响应,并且仅凭电容信号的幅值曲线就能区分不同大小和形状的物体。换言之,抓手在有人查看视频画面之前,就已经知道自己抓住的是什么。

回路的人类一侧是一个由碳纳米管-SBS纳米复合材料制成的可拉伸手指贴片。弯曲手指会拉伸该贴片、改变其电阻,信号随后被归类为四种指令之一——前进、左转、右转、抓取——每种指令都会产生彼此分离明显的幅值峰,从而确保可靠解码。指令通过低功耗蓝牙传送至无线缆束缚的机器人,机器人则实时回传其机载摄像头画面以及抓手的触觉数据。

在论文的压轴演示中,一名用户操控BeetleBot穿过狭窄的障碍物赛道,找到目标物体,将其抓起并搬运——视觉与触觉反馈不断塑造着用户的下一个操控动作。论文第一作者、成均馆大学的金仁浩教授总结了这项工作的贡献:

本工作的一个关键特点是双向反馈,它把机器人所感知到的信息与用户的下一步动作联系起来。

——成均馆大学金仁浩教授,第一作者,引自New Atlas。主导该研究的韩国科学技术院(KAIST)金相旭教授在该校10月13日的公告中阐述了这一研究的雄心:

这项研究将人工肌肉的运动、传感与用户控制连接为一个系统……我们期望它能推动软体机器人的发展,使其能够在人类难以进入的空间中工作。

——KAIST材料科学与工程系金相旭教授。

为何软体机器人正悄然获得资金支持

BeetleBot is a lab platform, but it lands in a market that is growing fast enough to reward exactly this kind of integration. The Business Research Company sizes the global soft robotics market at $2.82 billion in 2026, rising to $7.22 billion by 2030 — a 26.5% compound annual growth rate. Straits Research's forecast points the same direction, with exoskeletons the fastest-growing segment at 33.5% CAGR and healthcare the largest revenue pool.

Caveat worth stating plainly: market research firms disagree wildly here — one 2026 estimate puts the same market at $0.25 billion. What every estimate shares is double-digit growth and a conviction that compliant, safe-to-touch machines will take share in spaces rigid robots cannot enter.

That is also why the tactile-sensing thread has attracted serious capital on the industrial side. In October we covered Eka's $150 million round at a $1.45 billion valuation for robot hands that feel — the same bidirectional-contact principle BeetleBot demonstrates at centimeter scale, priced for the warehouse. And Dream Labs' $90 million raise to sell robot control as a public API points at the other bottleneck BeetleBot quietly attacks: making a robot's actuators, sensors and controller behave as one programmable system rather than three vendored parts.

There is a contrast worth naming. Humanoid programs chase general-purpose autonomy with fleets of rigid actuators; BeetleBot chases narrow competence with soft, printed ones. These are not the same theory of the future. The humanoid bet says labor is scarce and a generalist robot amortizes; the soft-robotics bet says the remaining problems are access and safety — pipes, wreckage, machinery, bodies — where compliance beats strength.

There is also an ethical dimension that keeps resurfacing in insect-scale robotics. The alternative route to a beetle robot — wiring up a live insect, the cyborg-insect approach used in some research prototypes — raises persistent animal-welfare objections. A fully printed replica sidesteps that debate entirely, while inheriting the same access advantages. For buyers in inspection, healthcare or defense, a printed robot with a clean provenance story is simply easier to deploy than a biological one.

The Skeptic's Checklist

Three honest reservations should travel with the coverage.

Thermal physics caps the speed. LCE muscles must reach roughly 110°C to contract, and the locomotion cycle had to be run below the actuator's thermal cutoff frequency to allow complete recovery between steps. Heating and cooling are the clock, and that clock is slow. The authors concede that improving response speed and energy efficiency is the top item on their own roadmap.

耐久性数据尚显薄弱。稳定运行超过10分钟、开关循环10次以上，只能证明其功能可行，并不能证明其使用寿命。任何需要持续轮班作业的巡检机器人，都需要数量级更多的循环次数，而该论文自身所指出的失效模式——经过老化处理后出现的漂移——恰恰是长时间运行最容易暴露的问题。

机器人本身不具备自主能力。BeetleBot并不自行感知和决策，而是由人类通过摄像头画面和四种离散手势来完成这些工作。所谓"智能"实际上存在于操作者身上。对于危险或狭窄空间的遥操作巡检而言，这种架构是合理的，但它并非资助方所描绘的自主行动机器人。此外，尽管机器人本身已摆脱与用户的线缆束缚，其补丁仍然依赖于信号前端的有线连接。

市场前景同样具有两面性：2026年的行业估算数值相差超过一个数量级，这表明该领域的商业热情已经超出了可测量的依据。

未来展望

团队明确表示，接下来的目标是提高响应速度、改善能效，并最终开发出完全软体结构的平台版本。这些目标各自对应着真实的应用切入点。最近的切入点是受限空间工业巡检——KAIST明确将该机器人定位于"人类难以进入的空间"，New Atlas也将狭窄空间巡检和小物件回收列为首批应用场景。若耐久性得到改善，搜救以及管道或机械设备巡检将随之而来；若热功耗预算降低，医疗和辅助用途也将逐步实现。

客观的时间表是：这是一项材料与系统集成方面的成果，而非产品发布。未来两至四年内，更可能看到的是知识产权授权以及后续实验室迭代版本，而不会出现可直接上架销售的机器人。不过，其集成性成果确实来之不易：在一台3D打印的机器上，实现了运动、操作、视觉、触觉与人机界面的融合，且工作电压低于5伏。在一个执着于放大人形机器人机身的领域里，BeetleBot提醒人们，前沿同样可以向小型化发展。