软似“变形虫”！全球首款4D打印流变机器人原型来了

11月29日，持续了半年的“创客北京2024”创新创业大赛落幕。今年大赛共吸引5791个项目参与，最终李振坤团队的全球4D打印与流变机器人和未来黑科技公司的AR车载抬头显示技术分别获得创客组和企业组特等奖。



人们对机器人的印象往往是“铜头铁臂”，而北京交通大学李振坤团队带来的机器人则非常柔软，可以像“变形虫”一样，时而蜷缩、时而伸展，在智能操控下随时变化自己的形态。

工业机器人有坚硬的金属外壳，软体机器人则是本体使用柔软材料制成的机器人。“但软体机器人材料、制造技术上还需要进一步突破，灵活性不强。”李振坤觉得，软体机器人的终极目标是电影《终结者》里可以流动的液体机器人。但这还是人类的想象，大自然中最灵活的就是“变形虫”一样的运动方式。在“变形虫”的启发下，他提出了“流变机器人”的创意——如同凝胶状一样，可在液态和固态之间转化。

流变机器人如何打破传统材料和设计限制，灵活运动起来？他给出的法子是对磁控智能材料进行4D打印，既实现软体机器人结构设计与制造的一体化，还显著提升了软体机器人的变形能力和环境适应性。

听上去有些复杂的术语，背后涉及材料和工艺上的难题。其一，是要找到像变形虫躯体一样类似凝胶的材料。兼具液体流动性和固体磁性的磁性液体可以解决，但这种材料液态变成固态是暂时的，一旦没有了磁便又恢复了液态。李振坤则在磁性液体中加入了纳米材料，开发出具备磁控流变记忆特性的智能材料——类原生质材料，让其能在磁的刺激下“记”住自己搭建起来的“脚手架”结构。

其二，是4D打印。4D打印比3D打印多出来的是通过预设程序和材料的智能特性，使打印出来的物体自动变化形态。团队特意研发出了一款4D打印机，把充磁功能内置到打印机里，使4D打印过程从过去5到10个小时缩短至5到10分钟，成本大幅下降，具备大幅推广的可能。

“最早我们只能追赶，现在我们在磁控智能材料与4D打印领域已经打破垄断，持续原创突破，媲美国际顶尖水平。”他告诉记者，目前，其团队已经推出了全球首款4D打印流变机器人原型，未来将进一步推动技术落地，实现产业化。

这一技术路线还将推广至热塑性材料，大幅增强打印结构的拉伸强度，为制造轻量化零件提供了新解决方案。

获得企业组冠军的是未来黑科技公司的AR车载抬头显示技术开发及产业化项目。该项目利用自研3D光场显示技术，配合空间运动姿态捕捉和延时补偿算法，实现了更加真实自然的增强现实效果，带来更酷炫的AR驾驶体验。“相关产品均处于行业领先水平，全车窗透明显示器技术为全球首创。”该公司创始人徐俊峰介绍。

“创客北京”大赛是本市引领中小企业创新创业和助力产融对接的重要品牌活动，至今已连续举办九年。今年赛事规模创新高，共吸引了5791个项目报名参赛，再次刷新历年参赛数量；项目质量创新高，近八成参赛项目属“高精尖”领域；激励力度创新高，单个参赛项目奖金额度首次突破百万元；产融对接创新高，帮助参赛企业和团队融资近百亿元。

市经信局副局长苏国斌说，本市将针对不同梯级参赛企业，提供“金字塔”式的精准服务，对未纳入到梯队培育体系的优秀企业进行“一对一”帮扶申报，对未上市的获奖企业集中宣贯相关政策、开展上市辅导，对优秀获奖项目在人才引进、在京落地、空间载体等方面的需求给予支持。

来源：北京日报客户端

记者：曹政

秀起来~

呵呵，低调，低调！