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  響應性材料具有自主感知和對各種外部刺激做出反應的固有能力，展示了一定的物理智能。在眾多響應性材料中，液晶聚合物（LCPs）以其顯著的可逆響應形態變化特性以及在軟機器人領域中的潛力而脫穎而出。近期，香港中文大學馮偉、何奇洸助理教授和張立教授共同在Advanced Materials 期刊以 Embedded Physical Intelligence in Liquid Crystalline Polymer Actuators and Robots為題目全面概述了利用液晶聚合物（LCPs）開發具有物理智能的制動器和機器人的最新進展 （10.1002/adma.202312313）。該綜述圍繞刺激條件展開，根據基本的控制和刺激邏輯進行分類，論述了三個主要類別：對變化刺激作出反應的系統，受恒定刺激驅動的系統以及具備學習和邏輯控制能力的系統。此外，文章還概述了這一充滿活力的領域未來需要解決的挑戰。

單調響應：利用手動改變的刺激來驅動液晶聚合物（LCPs）進入離散狀態的響應性LCPs

圖：電、濕度、力響應性液晶聚合物

第二種響應：在外界刺激作用下系統進行持續震蕩或振動

圖：利用計算機輔助方法通過改變刺激來控制和驅動液晶聚合物（LCPs）。

第三種驅動方式：在恒定刺激作用下系統進行振動/振蕩

圖：在熱場中持續振蕩的液晶聚合物動器系統

  此外，文章還回顧了基于液晶聚合物的交互式機器人集群的研究進展。該綜述還闡述了最近基于液晶聚合物的自主學習和記憶的機器人系統。除了對環境刺激的物理適應能力外，學習能力代表了智能的新維度。與依賴數字/虛擬算法的機器學習相比，物理學習的一個關鍵部分在于材料開發。關于機器人學習和邏輯控制的研究仍處于起步階段。設計這種系統的一個關鍵點是向系統中引入“記憶”。這種“記憶”可以通過化學反應滯后（例如偶氮苯異構化）、時間依賴性材料擴散（例如溶劑或其他物質），或聚合物鏈/網絡的拓撲變化編碼到材料中。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202312313

作者簡介

馮偉，國家級青年人才，洪堡學者，本科和碩士畢業于中國科學技術大學，博士期間從Dirk J. Broer院士和Danqing Liu副教授，并于2020年博士畢業于荷蘭埃因霍溫理工大學。他曾在北京大學楊槐教授和馬普智能系統研究所Metin Sitti教授團隊從事博士后研究。目前，他是香港中文大學的香港研資局博士后，致力于研發基于響應性聚合物（包括液晶聚合物）的智能設備。

何奇洸，香港中文大學（CUHK）機械與自動化工程系助理教授。在2023年加入香港中文大學之前，何教授于2015年在清華大學獲得學士學位。他在加利福尼亞大學圣地亞哥分校（UCSD）師從蔡勝強教授獲得碩士和博士學位。他曾在賓夕法尼亞大學作為博士后研究員，師從Jordan R. Raney教授。他目前的研究重點是軟體機器人、致動材料和增材制造。

張立教授是香港中文大學（CUHK）機械與自動化工程系的教授，同時也是CUHK外科系的客座教授。他是中國科學院深圳先進技術研究院（SIAT）與香港中文大學聯合機器人與智能系統實驗室的港方主任。在2012年加入香港中文大學之前，他曾在Bradly Nelson教授的團隊中擔任博士后研究員，后來在瑞士聯邦理工學院蘇黎世分校（ETH Zurich）的機器人與智能系統研究所（IRIS）擔任高級科學家和講師。