西北工业大学领衔突破！新型电活性聚合物赋能软体机器人极寒环境作业

驱动中国2025年8月14日，记者从西北工业大学获悉，该校空天结构技术重点实验室张卫红院士团队联合香港城市大学吕坚院士、香港理工大学王钻开教授科研团队，在软体机器人技术领域取得重大突破——成功研发基于新型电活性聚合物的多功能机器人系统，为复杂结构及极寒环境下智能装备应用开辟新路径。相关成果以题为“Vinyl Acetate-Enhanced Polyvinyl Chloride Gel with High Electroadhesion and Self-Heating-Tunability for Soft Robots in Freezing Environments”的研究论文，在国际顶尖综合性学术期刊《Advanced Science》在线发表。

破解行业痛点：多功能集成重塑软体机器人边界

随着软体机器人向深空探测、极地科考等极端场景延伸，传统电活性聚合物材料因功能单一、环境适应性差等瓶颈制约技术发展。本研究聚焦“多模式响应行为”与“功能高度集成”两大核心需求，创新性地将乙酸乙烯酯引入聚氯乙烯凝胶体系，构建出兼具低电压驱动、高电吸附力与可控自加热特性的新型智能材料。实验数据显示，该材料较现有方案实现发热量降低超50%、使用寿命提升15倍以上，输出力增幅达1.75倍，电吸附力更是突破性提升2.15倍，仅需2 V/μm的低电场即可激发30kPa强吸附力，技术指标全面领跑行业。

技术创新亮点：精准调控赋能极端环境作业

研究团队通过材料改性与电压控制策略的双重优化，赋予机器人系统三大核心能力：一是低温自适应机制，可在-50℃极寒环境中自主加热并稳定运行；二是模块化协同作业，集群机器人能实现毫米级快速连接/脱粘，完成狭小空间内的自主重构与任务分配；三是高效能量管理，采用72.5V低电压驱动系统，能耗表现优于同类装置。特别设计的电压调控方案，可动态切换材料自加热模式或抑制发热效应，满足多样化场景需求。

应用前景广阔：从实验室走向产业实践

此次研发的微型软体机器人已在航空发动机叶片检测、狭缝探测及寒区作业等场景验证卓越性能。在模拟极寒环境测试中，机器人成功完成自主加热、巡检及冰层融化等任务，展现出在极端条件下的高可靠性与任务执行能力。该成果不仅为航空宇航、极地科考等领域提供新型智能装备解决方案，更在电子器件柔性化、仿生系统集成、智能制造等交叉领域具有广阔应用潜力。

产学研协同创新：打造国际领先科研团队

本项研究由西北工业大学张军诗教授、刘磊副教授、朱继宏教授与香港城市大学吕坚院士共同担任通讯作者，博士研究生韦畅为论文第一作者。项目依托国家重点研发计划、国家自然科学基金及中央高校基本科研业务费等专项支持，彰显我国在智能材料与软体机器人领域的原始创新能力。