在今年的中關(guān)村論壇上，一款獲得2024年全國發(fā)明展覽會金獎與北京發(fā)明創(chuàng)新大賽金獎的流變機器人（Rheobot）備受關(guān)注，成為焦點。這款機器人是北京交通大學(xué)機電學(xué)院90后教師李振坤和他的團隊，經(jīng)過5年潛心研發(fā)取得的前沿科技成果。作為新時代的青年人，李振坤說：“這款機器人是我和團隊努力的結(jié)晶，未來我還將和團隊繼續(xù)在前沿科技領(lǐng)域不斷探索。同時我要做前沿科技的探索者和科普者，推動新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。”

　　桌面級4D打印機填補空白

　　2019年，博士畢業(yè)后的李振坤不斷在智能制造、新材料與機器人等多學(xué)科交叉領(lǐng)域深耕。他帶領(lǐng)的團隊在多個研究方向上取得成果，共發(fā)表高水平SCI論文40余篇。他還申請了30余項相關(guān)發(fā)明專利，其中多項已實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化，填補了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白。他深知，在這個日新月異的時代，唯有不斷創(chuàng)新，才能走在科技的最前沿。2021年博士后出站后，李振坤回到母校北京交通大學(xué)任教，不僅出色完成了教學(xué)任務(wù)，更在科研與科普領(lǐng)域?qū)覄?chuàng)佳績。4D打印技術(shù)及流變機器人研發(fā)就是其中之一。

　　談到4D打印技術(shù)，李振坤坦言這要從2019年說起。當(dāng)時，軟體機器人領(lǐng)域正逐漸嶄露頭角，但受限于材料和技術(shù)的瓶頸，其發(fā)展一直難以取得突破性進展。傳統(tǒng)的軟體機器人大多依賴于彈性材料的變形，但其變形方式相對固定，難以適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境。剛剛完成博士學(xué)位的他敏銳地意識到，要實現(xiàn)軟體機器人的真正突破，必須尋找一種全新的材料和技術(shù)。

　　在一次國際學(xué)術(shù)會議上，李振坤了解到4D打印技術(shù)的潛力，那就是可使物體在受到外界刺激時能夠自動變形。“這也讓我意識到，如果將4D打印技術(shù)與軟體機器人相結(jié)合，或許能夠解決軟體機器人變形受限的問題。”李振坤說。

　　然而，要將這一想法變?yōu)楝F(xiàn)實，并非易事。2021年，回到母校北京交通大學(xué)任教的李振坤，組建了一支由10名青年博碩士組成的多學(xué)科交叉科研團隊，開始了朝世界科技前沿的艱難探索。他們首先面臨的挑戰(zhàn)就是材料的選擇問題。“傳統(tǒng)的智能材料在響應(yīng)性和記憶性方面存在諸多不足，難以滿足軟體機器人的需求。”李振坤介紹，經(jīng)過前期的計算分析和后期的反復(fù)試驗與篩選，他們最終發(fā)明出一種磁控流變記憶材料，這種材料不僅對外界刺激具有響應(yīng)性，而且表現(xiàn)出一定的記憶性。但材料的突破僅是第一步，接下來的4D打印工藝設(shè)計和優(yōu)化又成為需要突破的難題。

　　李振坤團隊經(jīng)過無數(shù)次的嘗試和改進，最終成功開發(fā)出一種多材料4D打印技術(shù)，能夠精確控制材料的分布和形態(tài)，實現(xiàn)了軟體機器人的精確制造。“過去的技術(shù)制作一個軟體機器人需要5到10個小時，我們現(xiàn)在通過簡化4D打印的工藝把這一過程縮減到10分鐘以內(nèi)。”李振坤說。為了將這一技術(shù)從實驗室推向市場，李振坤與中關(guān)村相關(guān)企業(yè)合作，研發(fā)出了全球首臺桌面級4D打印機Mag4DPrinter并入選中關(guān)村論壇常設(shè)展，填補了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。

　　全球首款流變機器人亮相

　　隨著技術(shù)的不斷成熟，李振坤團隊開始著手進行新型軟體機器人的研發(fā)。“最理想的軟體形式其實是液體流動，科幻作品中就有很多液體機器人的形象，比如‘終結(jié)者’、‘毒液’等，但是這類液體機器人由于缺少仿生原型，使其難以對自身狀態(tài)進行感知和有效調(diào)控，無法拓展到實際應(yīng)用。”李振坤談道，他們團隊根據(jù)自主研發(fā)的磁控流變記憶材料在2023年發(fā)表的一篇論文中在全世界首次提出了流變機器人（Rheobot）的概念，并設(shè)計了全球第一款能夠自如進行變形運動的流變機器人。

　　如今，李振坤團隊自主研發(fā)的流變機器人技術(shù)已能夠通過實時感知自身內(nèi)部材料的分布和流動情況，實現(xiàn)真正的智能控制。在未來的應(yīng)用中，這款機器人將有望在體內(nèi)治療、軍事偵察、星際探索、智能穿戴等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。