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  近日，西湖大學姜漢卿團隊、復旦大學張壯研究員聯合西湖大學王蕾團隊以及紹興文理學院盧軍強團隊，基于折紙工藝利用可降解纖維素薄膜開發了一種可持續性閉環控制機器人系統，相關研究工作以“Biodegradable Origami Enables Closed-Loop Sustainable Robotic Systems” 為題發表于《科學進展（Science Advances）》雜志。

  近年來，軟體機器人由于其高度柔性和順應性的特點，可以高度適配用戶友好的人機交互界面，因此獲得蓬勃發展。目前，基于化學合成的橡膠態軟材料由于其較好的成型性、彈性、穩定性以及多功能性，成為軟體機器人構筑用材料的主要選擇。然而，這些橡膠態軟材料的制備過程通常涉及對環境有害的有機溶劑或者產生無法降解的產物，對于機器人領域的可持續發展產生嚴重的負面影響。為了解決機器人制備過程中對于環境的負面影響，研究者們開始開發可回收或可降解凝膠用于構筑軟體機器人，但是所構筑的軟體機器人通常只具有單一的驅動或傳感功能，并且由于凝膠材料力學性能的限制，所構筑的機器人的性能通常較差。因此亟需開發一種基于力學穩定可持續性材料的新型機器人結構，實現具有全機器人功能的可靠、可持續以及可降解的軟體機器人系統。

圖1. 可持續性折紙機器人系統的構筑方法

圖3. 纖維素薄膜增塑效應評價

圖4. 纖維素薄膜增塑前后力學性能與相互作用

圖5. 纖維素折紙單元的力學性能

圖6. 自感知折紙單元的傳感性能

  折紙模塊充足的內部空間使得傳感器的進一步集成成為可能。如圖6所示，將三組明膠離子凝膠傳感器嵌入折紙模塊內部，離子凝膠傳感器隨著折紙模塊的單軸壓縮而產生彎曲，導致電阻發生變化，通過標定電阻變化和折紙位移變化的對應關系，實現了自傳感折紙機器人模塊的構筑。由于Kresling折紙單元的模塊化特性，進一步將多個折紙模塊串聯，構筑的繩驅動折紙機械臂，具有伸縮和萬向彎曲能力。

圖7. 驅動-傳感-交互閉環控制機器人系統構建

  論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads0217

  博士后招聘：西湖大學姜漢卿課題組與復旦大學張壯課題組聯合招收博士后。將提供靈活的工作模式，申請人可選擇入站復旦大學或西湖大學，并支持海外交流。聯合團隊提供具有競爭力的薪資待遇與科研支持以及前沿的研究課題。申請者需取得或即將取得材料、機械、電子、自動化、計算機、生物醫學工程等相關專業領域的博士學位。有意者請將將個人簡歷（包括教育和工作經歷、主要科研內容、發表論文）以“博士后應聘+本人姓名”為主題發送至flexrob@fudan.edu.cn郵箱。