機器人一定是硬的嗎？
可以任意地變形
年輕人正在顛覆機器人的定義
就像是孫悟空的72變一樣
北京交通大學(xué)機電學(xué)院副教授 Rheobot實驗室負(fù)責(zé)人 李振坤：我的實驗室叫Rheobot實驗室，Rheobot是我們提出的一個新的科學(xué)概念。Rheo是希臘語詞根流動的意思，bot是取自于機器人的后綴，Rheobot是流變機器人的意思。
2023年，北京交通大學(xué)90后教師李振坤和團隊，在全球首次提出流變機器人這一全新概念。
流變機器人，它有無限個構(gòu)型，雖然它也有一個外殼薄膜，這個薄膜就像家里用的保鮮膜一樣，可以任意地變形、具有更高的一個靈活性和環(huán)境適應(yīng)性。
兒時幻想，點亮創(chuàng)新火種
李振坤說，小時候?qū)C器人是很著迷的。那時候?qū)C器人的印象，都是鋼筋鐵骨的戰(zhàn)斗英雄，但是自己設(shè)計過一些簡易小型的機器人，他發(fā)現(xiàn)剛性設(shè)計對機器人來說是比較受限的。
軟體機器人，打破“硬”枷鎖的第一步
李振坤表示，2016年的時候，哈佛大學(xué)制作了第一個世界上純軟體機器人Octobot，它長得像一個章魚。但是還沒有達到他們想象中，無所不能的科幻電影里面那種液體機器人的水平。
讓科幻照進現(xiàn)實，該向誰“抄作業(yè)”？
單細(xì)胞的阿米巴蟲，又叫變形蟲。它的大部分生理活動、運動、進食，包括它的分裂、生殖，都是依靠它非常強大的變形能力去實現(xiàn)的。由于它有一個特殊的機理，叫生物溶膠凝膠轉(zhuǎn)化，它可以控制它身體內(nèi)的一部分液體，變得很容易流動。
挑戰(zhàn)，復(fù)刻阿米巴蟲變形奇跡
李振坤表示，必須有一種特殊的材料，這樣可以實現(xiàn)液固狀態(tài)之間的改變。磁流變材料是諾貝爾獎得主德熱納先生，他提出的一個概念，讓鐵磁的流體材料具有記憶性，這個難題可以被稱為世紀(jì)難題。科學(xué)家們一直在研究，但是一直沒有徹底解決它。
科研“無人區(qū)”，召喚跨學(xué)科的破壁者
李振坤說，他們嘗試了上百種的材料，最終選定的材料自身帶有兩種電荷，側(cè)表面是正電荷，正面是負(fù)電荷，可以自我組裝。磁場像一個開關(guān)，當(dāng)施加磁場的時候，內(nèi)部的微觀顆粒會朝著一個方向排列。如果把磁場撤掉，這種排列會保留下來，把它叫“磁場的記憶效應(yīng)”。為后面進一步做成可響應(yīng)的結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。
科技成果要想真正“從書架走上貨架”，首先要解決的是流變體制造效率和成本的難題。經(jīng)過兩年思考，團隊鎖定了4D打印路徑。
4D打印比3D打印多了一個維度，就是時間維度。
3D打印如同嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕ㄖ煟恳徊蕉及凑赵O(shè)計圖來，定格即永恒；4D打印則是古靈精怪的魔法師，將“變形咒語”融入材料，一經(jīng)召喚便奇幻變身。
李振坤說，4D打印在噴頭擠出的時候，它是液態(tài)的，這個時候?qū)λ浯牛?dāng)他想當(dāng)然地去買了一套充磁系統(tǒng)放在打印機上，發(fā)現(xiàn)它不能順利地打印了，中間經(jīng)歷了很多失敗。每次想要放棄的時候，他就想到阿米巴蟲，想到35億年的自然智慧不會騙人。終于有一天，在凌晨的時候，突然想到能不能通過調(diào)整波形，讓材料變得聽話。經(jīng)過實驗成功了，那一刻實驗室整個沸騰起來。
三年磨一劍，全球首臺桌面4D打印機誕生。軟體機器人制作時間，從5個小時，縮短到了5分鐘。
學(xué)生 周恒：不影響安全和效果的前提下，有一些非關(guān)鍵的零部件降低成本還是很有必要的。我們的產(chǎn)品我們還是希望不光是在學(xué)校里面搞科研，還是希望把它作為一個商品走出實驗室，面向社會大眾。
如今，研究成果正在邁過概念驗證的關(guān)鍵階段。如何讓學(xué)術(shù)成果從實驗室走向更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，成為團隊師生齊心協(xié)力攻克的全新課題。
李振坤說，他們和科技館探討做一個關(guān)于4D打印的前沿展項，跟好幾個科技館達成了這樣的一個意向，在真正的工業(yè)場景落地之前，讓更多的人深入地去接觸它，進一步給產(chǎn)業(yè)落地打下堅實的土壤。在未來的醫(yī)療場景中，當(dāng)人們的胃發(fā)生炎癥導(dǎo)致內(nèi)出血的時候，可以將流變機器人通過吞服進入到人體，用磁場去導(dǎo)引著它到胃出血的地方，像創(chuàng)可貼一樣堵住出血口。
從學(xué)校到展廳，從工廠到醫(yī)院，李振坤腳下的路連接著實驗室里的微觀形變與產(chǎn)業(yè)版圖上的技術(shù)革命。
在科技成果轉(zhuǎn)化中，流傳著殘酷的鐵律：100項前沿技術(shù)，70項在實驗室的抽屜里蒙塵。那條被稱作“死亡之谷”的轉(zhuǎn)化鴻溝，吞噬過無數(shù)靈感。但此刻，這群年輕人捧著4D打印的“百變精靈”，他們眼中跳動的光芒，正在把“不可能”變成“可能”。
李振坤表示，他們未來的目標(biāo)是希望可以制作出任意形狀的機器人，就像是孫悟空的72變一樣。科研無人區(qū)的路是用腳踩出來的，是用堅持量出來的。他正在努力把童年的夢想變成現(xiàn)實。
文章來源：央視財經(jīng)