软体人工舌头在发音示教装置和类人机器人说话时的真实感提升方面都起着重要的作用。但是,由于过去人们对人工舌头的作用认识不足以及技术上存在诸多困难,目前还没有满足人们所需的产品可用,这给非器质性聋哑人的发音训练带来了很多不便,也使类人机器人说话时的真实感有所欠缺。为了解决这一问题,课题围绕软体人工舌头的实际需求展开了理论和试验研究。通过研究提出并实现了夹层阵列腔室气驱新结构软体人工舌头。在气压驱动的扁平舌头结构中采用中间约束夹层分隔上、下易变形舌面的结构并约束夹层的伸展变形,可柔顺地实现舌头的上、下弯曲变形;采用阵列式气压驱动多腔室结构,既能有效实现舌面的可控组合变形,又能很好抑制单腔室结构下的软体舌面的不可控整体膨胀,通过组合控制可实现舌面向上弯曲、向下弯曲、伸长、沟槽式弯曲以及扭转等基本变形形态。为了实现人工舌头的柔顺气压驱动,设计了计算机控制的气压驱动控制系统。通过仿真分析了新型气驱软体舌头的舌形形态及其基本参数,为新型软体人工舌头的制作和舌形变化功能的实现奠定了基础。为了控制阵列腔室构成的复杂组合变形单元所产生的软体舌面变形,基于连续介质力学的理论,建立了软体人工舌头基体变形的力学模型,获得了人工舌头在充气变形时气腔内的气压值与变形量之间的对应关系,其中包括向上、向下弯曲变形中气压值与弯曲角度之间的关系,以及伸长变形中气压值与伸长率之间的关系;在此基础上,通过控制关键几何点位的位置,采用插值拟合的曲面构造方法实现了对舌面几何形状的构建和位置参数的控制。研究并实现了基于力学模型、曲面拟合方法以及双层式前馈人工神经网络的软体舌面控制模型,用于控制人工舌头的各种变形形态,并结合有限元仿真和MATLAB空间参数曲面绘制的方法模拟了人工舌头演示发音的工作过程。利用3D打印技术制造的模具和硅胶在常温下的浇注成型,完成了对人工舌头样机的制作,并通过电气比例阀和数据采集卡实现了人工舌头气驱与电控系统的整合,使之成为一套完整的用于驱动和控制人工舌头运动的气驱系统。基于三维激光静态扫描与光学动态跟踪（OptiTrack）方法,建立了软体人工舌头的特性试验和功能性验证试验平台并开展了相关试验。特性试验的结果表明,人工舌头能实现向上弯曲、向下弯曲、伸长、沟槽式弯曲以及扭转等基本变形形态。舌形测试试验的结果显示:用于获取目标舌形对应输入气压的两个预测模块均具有较好的预测输入气压的能力,其中基于变形模型的模块,在变形达到稳定之后,理论预测数据与真实试验数据之间的相对误差仅为9.5%（弯曲变形）和1.6%（伸长变形）,而基于试验数据训练的双层式前馈人工神经网络模块的预测曲线与真实试验曲线也具有较高的重合度,两者差异可忽略不计;人工舌头在演示发音时各部分的最大位移量超过20 mm,最快响应时间仅0.12 s,基本能够达到或接近相关技术需求;利用曲面插值的方法拟合的舌面曲面与实际舌面也具有很高的重合度。通过重复性精度试验的验证,人工舌头在短期内具有较高的舌形保持能力,并能长期保持较高的变形可重复性,变形量的波动误差最小仅有0.1 mm左右,与变形量本身相比可忽略不计。