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  區別于傳統的具有機械結構的剛性機器人，軟體機器人以其靈巧的結構變化的優勢被成功地應用于易碎貨物抓取、生物仿生學智能電子、和體內藥物精準遞送等領域。機器人的特殊功能實現往往取決于其靈巧的結構變化。對于磁控軟體機器人，其變形主要由其磁化形式決定，因此實現可編程磁化能夠提高機器人的變形多樣性。目前報道的磁控軟體機器人由于磁化形式的約束，其變形多為彎折變形，而具有多個曲面變形結構的磁控軟體機器人鮮有報道，這也是目前研究的一大難點。同時，實現機器人的多功能性，比如環境感知，定位等能夠進一步增強其作用效果以及擴展其應用領域。而多種材料的無縫整合可以實現這一目的，這也是目前小尺度軟體機器人研究的熱點。

  鑒于以上磁控軟體機器人存在的問題，香港中文大學機械與自動化工程學系張立教授團隊，與香港城市大學生物醫學工程學系張甲晨教授團隊和卡耐基梅隆大學機械工程系Carmel Majidi教授團隊合作，成功開發出模塊組裝的策略，用于可編程磁控多功能軟體機器人的研究及其應用。該策略可實現機器人多樣的結構變化，也可實現具有不同材料性質的多功能模塊的組裝，旨在提高小尺度軟體機器人的多功能性和應用前景。研究成果以“Untethered small-scale magnetic soft robot with programmable magnetization and integrated multifunctional modules”為題刊登于國際學術期刊《Science Advances》。論文第一作者為香港中文大學博士后董悅博士。

  如圖1所示，該研究利用雙面膠帶上不干膠優異的粘附性能，首先實現了釹鐵硼顆粒組成的磁化模塊（連續磁化和非連續磁化）在軟體機器人平面結構的特定部位的組裝，之后通過機械切割去除多余的雙面膠帶就得到了軟體機器人。在磁場刺激下，軟體機器人表現出了靈巧的結構變化。在軟體機器人上未被磁化模塊占有的位置，仍然具有不干膠的粘性，這樣其它功能模塊（溫度感應模塊，紫外感應模塊，pH響應模塊，吸油模塊，定位模塊和導電模塊）就可以在不干膠的作用下實現無縫整合。組裝的多功能軟體機器人在環境感知與監測、電路修復和胃潰瘍治療等領域具有潛在的應用前景。

  近五年來，張立教授課題組在磁驅動小型機器人領域發表了超過一百篇學術論文，實現了從毫米、微米到納米機器人及其集群行為的研究與應用。部分成果如下：Nature Machine Intelligence, 2022, 4(5): 480-493.；Matter, 2022, 5(1): 77-109.; Adv. Mater., 2022: 2201888.; Adv. Mater. 2022, 2109126; Adv. Funct. Mater., 2022: 2112508.; Sci. Robot., 2021, 6(52): eabd2813.; Sci. Adv., 2021, 7(9): eabe5914.; Adv. Mater., 2021, 33(37): 2100070.; ACS Nano, 2021, 15(3): 5056-5067.; Nat Commun 10, 5631 (2019); Sci. Adv., 2019, 5(1): eaau9650.; Nat Commun 9, 3260 (2018).

  下載：Untethered small-scale magnetic soft robot with programmable magnetization and integrated multifunctional modules