智能

III智能驱动与能量管理

智能驱动与能量管理。

智能驱动与能量管理是软体机器人实现自主运动与功能化操作的核心模块，其性能优劣直接决定机器人在复杂场景下的作业可靠性与续航能力。

智能驱动架构通过与磁电结合可以实现远程可编程生物集成功能；

软机器人集成了功能多样的结构形式，如图2所示，展示了微针阵列结构，多层复合结构，智能驱动架构，灵活可拉伸架构以及仿生结构设计五类结构。

a2015年至2025年智能软机器人开发关键技术里程碑时间线。

b智能软机器人模块化示意图，展示了五个核心子系统之间的层级架构和功能交互。

Lim院士等综述：面向智能软机器人的微尺度结构设计-从微针到集成可穿戴系统新加坡国立大学C.

Lim院士等综述：面向智能软机器人的微尺度结构设计-从微针到集成可穿戴系统精选

通过将本征材料属性、微纳结构拓扑与外场能量输入(光、热、磁、电)协同耦合，软体机器人得以从被动柔顺形变升级为主动智能响应，为可穿戴器件、微创诊疗及仿生智能系统的发展提供关键结构基础与性能支撑。

软体机器人通过与传感器，人机界面结合，促使传感，交互功能协同增强，并在此基础上联合摩擦纳米发电机实现自供能传感，为一体化智能系统提供能源支撑。

图1展现了软体机器人发展的里程碑历程，从驱动系统产生到结构创新材料进步，从远程电磁控制医疗到AI智能调控，软体机器人经历了从材料驱动到“材料-结构-智能系统”驱动的飞跃。

当前常用的驱动方式包括光、热、磁、电以及化学刺激等，这些外场激励可与水凝胶、液晶弹性体、液态金属网络等智能材料精准耦合，通过调控材料内部应力分布与分子构象变化，实现可编程形变、定向驱动和多模态响应，满足抓取、爬行、姿态调整等多样化动作需求。

通过驱动机制与能量模块的一体化设计，将智能材料的响应特性、微纳结构的调控优势与新型能源系统的供能潜力深度融合，软体机器人能够完成连续动作控制、稳定能量输出以及精准闭环响应，为可穿戴设备、微创诊疗和环境监测等对柔性、可靠性要求极高的场景，提供更加可靠、高效和智能的动力支持。

过去十年中，软体机器人以水凝胶，液晶弹性体，金属复合材料及蛋白质基等柔性多功能材料为基础，配合微针，微流体，柔性电极等微尺度架构层级，结合外界光，热，磁，电驱动为动力，加以感知交互器件与人工智能赋能，实现了从简单驱动抓取到智能感知应用的跨越，标志着软体机器人迈向智能化的新阶段。

微纳制造与智能感知。

I软体机器人：从简单驱动到智能应用的跨越

智能为健康监测、伤口管理、精准治疗和人机融合系统提供重要支撑。

本文系统综述了微尺度精细构型在高性能智能软体机器人中的关键作用与发展方向，从材料创新、结构可编程性、功能协同、智能响应等方面综述了软机器人的最新进展。

本文系统梳理并展望微尺度精细构型在高性能智能软体机器人中的关键作用与发展方向，对于构筑下一代具备生物兼容、自适应响应与高智能自主特性的先进软体装备，具有重要科学指导价值与工程应用前景。