近日，天津大学精仪学院黄显教授团队成功研发出液态全柔性智能机器人，有望成为柔性电子产业和植入医疗器械的革命性突破。

柔性电子器件具有超薄、柔性、可延展的“类皮肤”特性，在能源、医疗、通讯等领域拥有广阔前景。它可以进入人体，进行精密操作，如同微观世界的孙悟空一样，七十二变大显神通。

柔性电子

柔性电子是一种技术的通称，是将有机或无机材料电子器件，制作在柔性或可延性基板上的新兴电子技术。相对于传统电子，柔性电子具有更大的灵活性，能够在一定程度上适应不同的工作环境，满足设备的形变要求。但相应的技术要求却制约了柔性电子的发展。

首先，柔性电子在不损坏本身电子性能的基础上的伸展性和弯曲性，对电路的制作材料提出了新的挑战和要求；其次，柔性电子的制备条件，以及组成电路的各种电子器件的性能，相对于传统的电子器件来说仍然不足，也是其发展的一大难题。

随着电子设备的发展，能够一定范围的形变（弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸）条件下柔性电子设备越来越受到重视。其独特的柔性和延展性，以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴等。

制造工艺和装备是柔性电子技术发展的主要驱动力。其制造技术水平指标包括芯片特征尺寸和基板面积大小，关键是如何在更大幅面的基板上，以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件。

柔性电子器件的材料主要有两种：

• 碳纳米管：具备超高的本征载流子迁移率、导电性和机械灵活性，能够作为作为场效应晶体管中的沟道材料和透明电极。


• 氧化锌：众所周知的宽带隙半导体材料，具有相当良好的生物相容性，可降解性。基于氧化锌的薄膜晶体管在下一代柔性电子器件中非常有前途。

天津大学的液态全柔性机器人

近日，天津大学精仪学院黄显教授团队成功研发出液态全柔性智能机器人，这是全球首例，具有非同一般的意义。

理论上，利用柔性电子技术研发的微型“软体”机器人可以反复改变形状，实现运动、抓取、运输和触觉感应等功能。但现阶段软体机器人依然面临硬伤，需要依赖传统的刚性传感元件和电路，这严重阻碍了性能的实现。据黄显教授透露，受自然界柔软的水母、轮虫等腔肠动物和浮游生物的启发，团队利用液滴的柔软无定形特性和柔性电子器件的超薄柔软特性，方才构建了一种全新的“智能液滴”。

这是一种超小型、全柔性、可编程控制的液态智能机器人，能够在不同环境条件下实现运动、变形和传感测量。除了具备良好的运动和环境适应能力之外，还搭载了多种传感器，如温度传感器、湿度传感器、光学传感器、应力传感器、葡萄糖传感器、食品毒素传感器和无线能量采集模块等，未来可应用于基因测序、化学合成、药物递送等领域，有望成为能进入人体检测治疗的“血管医生”。

传统的柔性电子器件载体包括人体、动物体和其他各种柔性物体，而以液滴为载体且跟随液体共同运动的柔性机器人，在世界上尚属首例，不仅如此，液滴与柔性电子的结合也代表了柔性电子技术的最新形态，具有十分重要的科学意义和应用价值。

自然是最好的老师

受自然万物启发的研究多不胜数，天津大学团队不是第一个，也绝不是最后一个，在前段时间于澳门举行的IEEE国际智能机器人与系统国际会议上，麻省理工学院（MIT）的工程师就展示了一种因受到植物生长方式启迪而研发出的新型机器人。

这种机器人可以像植物嫩芽向上生长一样进行自我扩展，据了解，这研究人员巧妙地使用刚性材料的结果。该机器人可以扩展自身来达到之前无法达到的高度，此外，还可以通过缝隙进入难以进入的区域，与此同时，保持着必要的刚度和强度来支撑器物的抓取。

这种机器人能深入狭窄空间，在工厂、仓库等杂乱的地方进行工作。比如，在杂乱的架子后面拿起产品，或绕过汽车的发动机零件拧开油盖，有望解决机器人界的“最后一英尺”问题。