中国科研原创力爆发！孙丰鑫团队迎来重大突破！

排行榜 2025年09月30日 00:17 0 admin

近日，江南大学孙丰鑫研究团队提出了一种全新的“结构驱动式”编织设计框架，仅通过控制针织结构的几何布局，就能在织物中“写入程序”，赋予软体机器人灵活的变形与拟态伪装能力。该研究成果以“结构编程纺织超表面用于软体变形机器人与仿生拟态伪装”，发表于纤维与高分子材料领域顶级期刊《先进纤维材料》。

长期以来，软体机器人多依赖橡胶类弹性材料，通过模具和复杂工艺来实现弯曲、收缩等动作。这种方式不仅成本高，定制困难，适应性也有限。江南大学研究团队突破了这一瓶颈，利用“针脚编程”，仅靠结构调整，不必更换材料，就能精准控制织物的弹性与刚度，让机器人像软体动物一样实现自由伸展、收缩、弯曲等多重“变身”行为。

图1. 局部应变约束纺织品的仿生伪装设计思路

图2. 针织几何驱动的软体机器人多模式变形与拟态伪装

图3. 针织一体成形的软体爬行机器人与红外伪装隐身

如果说传统机器人像钢铁机器，那么织物机器人就像“穿上衣服”的智能生命。科研团队发现，即使使用相同纱线，不同的针织结构也能让织物的力学性能出现数量级的差异，实现了从“毛衣针法”到“织物肌肉”的华丽转变。简而言之，同一根线，织法不同，就能“编织”出完全不同的机器人。

基于这一原理，团队开发出多个原型，包括单一气源驱动的多模式变形机器人、模拟乌贼“热伪装”的红外隐身软体爬行机器人，以及模拟竹节曲线、局域高斯变形的多肉织物和蛇形运动等多样化的仿生拟态系统。这些成果不仅展示了织物机器人在形态变化上的巨大潜力，也证明了其在环境适应和智能伪装中的独特优势。

听上去是新兴科技，其实离大众并不遥远。未来，这项技术可广泛应用于日常生活。例如，在医疗康复与运动训练中，织物机器人可嵌入康复服或运动衣，形成柔性外骨骼，辅助训练并增强运动功能。在军事防护中，织物装备将突破传统迷彩的局限，实现外观与形态的动态调节，提供多维度的隐身与伪装能力。在智能穿戴和家居领域，服装能够随环境温度自动调节松紧，兼顾舒适与节能；家居织物则可根据需要进行自适应变形。可以比喻地说，这项成果让机器人“穿上布”，也让布料“活了过来”。

放眼全球，软体机器人研究多由欧美主导，路线集中在新材料开发与复杂制造。江南大学团队则选择了一条完全不同的道路，通过用纺织科学这门古老学科为机器人赋能，通过结构设计实现低成本、高灵活性和可扩展性。这种“跨界打法”不仅打破了材料依赖的桎梏，也展现了中国科研原创思维的力量。

未来，这一织物机器人框架有望在战术伪装、医疗穿戴、极端环境探索等领域广泛应用。更重要的是，它正推动中国在智能纺织与软体机器人交叉领域，走向全球研究前沿。从经纬交织纱线到织物基软体机器人，中国科研正在不断找到新的突破口。