这所双非院校，首次发表Science论文

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

诸如跳跃之类的快速动作需要将大量势能迅速转化为动能。对于机器人系统而言，这可能会使机载电源达到极限。

而现在，来自浙江农林大学等单位的研究人员设计了一种新方法——利用聚焦近红外加热、超声波或电火花远程启动并引发空化气泡的生长和突然破裂（该设计的关键在于抑制气泡释放，直到达到稳定性极限），在气泡剧烈破裂时利用其中所含的能量来驱动机器人的跳跃、游泳。这一概念还可适用于多种材料、液体和不同操作环境。

这项研究于 2025 年 8 月 29 日 发表于国际顶尖学术期刊Science上，论文题为：Launching by Cavitation。该研究由浙江农林大学戴朝卿教授团队与加州大学洛杉矶分校贺曦敏教授团队等合作完成，据悉，这是浙江农林大学首次以第一完成单位和通讯作者单位在Science期刊发表研究论文。

该研究首次创新性地提出并验证了一种基于空化效应的高效发射机制，通过精确控制液体中气泡的剧烈溃灭过程，将传统上具有破坏性的空化现象转化为可控、高效的动力源，成功实现了微小型器件的高速跳跃、游泳和精准运动，在智能生物技术领域展现出重要的应用潜力。

空化效应（Cavitation），指液体在低压或高温区域形成蒸汽气泡的过程，通常具有破坏性，但其能量也可被用于驱动执行器和机器人。

在这项最新研究中，研究团队通过抑制空化的即时能量释放（直至达到稳定性极限），利用其在过热液体中积累大量能量。这些高能且不稳定的气泡会剧烈坍缩，爆发高功率和高作用力，从而驱动运动。

值得注意的是，研究团队基于空化效应的发射机制开发了毫米级微型器件，其通过空化发射可实现 1.5 米的跳跃高度，达到12 m/s的峰值速度、7.14×10⁴m/s²的加速度以及0.64% 的能量转换效率；该器件还能够以12 cm/s 的速度在水面游动。

这种基于空化效应的驱动机制可适配多种装置材料、液体介质、刺激方式和操作环境。研究团队创新地实现空化播种酢浆草种子、变色龙捕食过程，这种高度的普适性为其跨领域应用提供了坚实理论基础，可为后续森林食物的种苗培育与利用提供驱动手段，为仿生智能农林装备提供技术和理论支撑。

浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室为该论文第一单位和通讯作者单位。浙江农林大学王大磊副教授、加州大学洛杉矶分校博士研究生刘梓虓、浙江农林大学光学工程硕士研究生赵鸿萍和秦焕奇为论文共同第一作者，浙江农林大学戴朝卿教授、加州大学洛杉矶分校贺曦敏教授、浙江农林大学周国泉教授、安徽工业大学王丹副教授、浙江农林大学刘威副教授为论文共同通讯作者。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu8943