撰文丨王聰

編輯丨王多魚(yú)

排版丨水成文

磁性柔性機(jī)器人在各種場(chǎng)景中展現(xiàn)出巨大的潛力，例如生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用和工業(yè)任務(wù)，這得益于其形狀可編程性和可重構(gòu)性、安全交互性以及生物相容性。

盡管近期有所進(jìn)展，但磁性柔性機(jī)器人仍受限于難以在實(shí)際操作現(xiàn)場(chǎng)（in situ）實(shí)時(shí)重新編程所需的磁化曲線，而這對(duì)于執(zhí)行多種功能或完成不同任務(wù)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

2025 年 8 月 4 日， 馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所Metin Sitti團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表了題為 ： Real-time in-situ magnetization reprogramming for soft robotics 的研究論文。東南大學(xué) 儀器科學(xué)與工程學(xué)院包賢強(qiáng)、 馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所/ 蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Fan Wang、浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院/良渚實(shí)驗(yàn)室張劍華為論文共同第一作者。

該研究開(kāi)發(fā)了一種用于柔性機(jī)器人的實(shí)時(shí)原位磁化重編程方法，該方法使磁性軟體機(jī)器人擺脫了對(duì)復(fù)雜外磁場(chǎng)的單一依賴(lài)，不僅實(shí)現(xiàn)了前所未有的變形模態(tài)多樣性，還降低了對(duì)磁場(chǎng)生成系統(tǒng)復(fù)雜度的需求，為磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了全新路徑。

在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種實(shí)時(shí)原位磁化重編程（real-time, in situ magnetization reprogramming）方法，該方法能夠重新排列和重組磁單元，從而實(shí)現(xiàn)多樣的磁化分布。

實(shí)時(shí)原位磁化重編程方法的圖示

研究團(tuán)隊(duì)探討了該方法在不同維度結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，從一維（1D）管到三維（3D）框架，展示了多樣化且擴(kuò)展的構(gòu)型及其變形。這種方法在多種場(chǎng)景中也展現(xiàn)出靈活性，包括在不產(chǎn)生意外接觸的情況下繞過(guò)物體、重新編程纖毛陣列、在相同磁場(chǎng)下協(xié)同或獨(dú)立操控多個(gè)儀器，以及操控各種形狀的物體。這些能力拓展了磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用范圍。

此外，這種方法使磁性柔性機(jī)器人擺脫了僅依靠外部磁場(chǎng)來(lái)改變形狀的束縛，從而實(shí)現(xiàn)了前所未有的變形模式和種類(lèi)，同時(shí)減少了對(duì)復(fù)雜磁場(chǎng)生成系統(tǒng)的需求；從而為磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了新的途徑。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09459-0