不受束缚的小尺度(微米到毫米)、能够独立运动的微型机器人作为机器人领域的重要分支,由于它们的微尺寸和对微小聚集环境的可达性在各种工业和生物医学等领域具有潜在的应用价值。在磁控微型机器人发展的数十年中,更多研究和发展一般都是刚体微型机器人,但是在微型机器人介入医疗场景或者微操作时,刚体可能会对工作区域的器官造成软组织损伤或者目标物破坏。因此需要一个更柔软的可变形的磁控微型软体机器人,能在人体内腔完成更多医学动作,并且不对身体器官、组织造成损伤。尽管最近成功地利用软材料来实现传统刚性机器人所不具备的复杂功能,但要在狭小的流动的液体条件下获得优异的性能仍然具有挑战性。软体材料主要来自于两个方面,一是来自于自然界现有的具有生物兼容性的植物纤维;另一种主要来自于对人体器官无害的研发的新型的智能材料。本论文研究的三类软体机器人基于这两种材料进行了探索。第二章主要研究了来自自然界的天然藕丝生物纤维螺旋微型机器人;第三章研究了PDMS(硅胶)材料的具有双模态的软体材料的机器人;第四章更加侧重于软体材料下四足步态的设计。首先,提出了一种基于藕丝的来自自然界纤维螺旋机器人,进行了运动分析。螺旋软体机器人来自然界,具有生物兼容性,柔软对人体无害,对其进行了运动控制研究,建立了理论运动模型。其次,设计了一种由嵌入磁性颗粒NdFeB(钕铁硼)的弹性体材料构成的智能磁性复合材料而制作的软体十字形薄膜微型机器人。当微型机器人被特定的半球方式磁化处理后,通过施加不同的磁场进行驱动,产生磁矩会使得机器人可以产生可预测的形变。可编程变形的十字薄膜机器人具有双模式:铲车模式和水母模式。对两种运动模式进行建模、速度分析、轨迹控制、负载能力测试,并且设定了微珠搬运实验场景,展现了良好的搬运能力和可操控性。最后,研发了一系列可以奔跑、攀爬的四足微型机器人。有腿的动物或者机器人的移动能力来自于腿的形态、材料和控制的结合。对于微型机器人来说,通过几何设计和材料选择来整合腿部的顺应性是迈向高动态运动的明显一步。对于四足爬行机器人和仿马遛步步态的四足机器人进行了步态分析和轨迹控制。综上所述,所设计的柔性机器人,为软体机器人奠定了运动和技术基础,开发的各类软体机器人,利用软物质——物理学被称为“机器人物理学”的跨学科领域的优势,能够更方便地应对复杂的环境。