北京
微米、毫米尺度的机器人，能钻进血管、胃肠道和胆管这些传统器械够不到的地方。但一个矛盾一直卡在这里：材料越软，对组织越安全，可它能输出的力就越小。软到能安全穿行，往往就硬不到能干活。
香港中文大学（深圳）俞江帆教授团队在 Advanced Robotics Research 发表了一篇综述，系统梳理了一条绕开这个矛盾的路径——让材料的模量可以切换。相关导读由 PaperWeekly 发布。
软着进去，硬着干活
模量可切换材料的思路是分阶段办事。机器人在运动和递送阶段保持柔软，到达目标区域后，再通过外部刺激改变机械性能，实现硬化、软化、相变、溶胀或降解。
这样一来，同一台机器人可以在不同阶段满足不同的机械性能需求：路上要柔顺，到了病灶要能施力。综述把这类材料的外部刺激机制、机器人结构与驱动解耦设计作为梳理的主线。
触发方式不止一种
综述按外部刺激方式做了分类梳理：
- 磁场：包括磁热与磁流变两条路径。磁热材料借助交变磁场，诱导形状记忆聚合物、水凝胶或液态金属软化及固-液相变；磁流变材料则通过磁性颗粒重排快速硬化。
- 光场：具备局部触发的优势。
- 化学环境：水、pH 和酶等生理环境刺激，可引起相分离、溶胀或降解。
- 热、超声等其他触发方式。
结构层面，综述总结了无定形、爪形、片状、线形和圆柱形等机器人形态。
关键在“解耦”
驱动与模量切换的解耦设计，被综述列为机器人功能实现的关键。目前有两类策略。
一类是用不同物理场分别调控运动与软硬切换，比如磁场负责导航，光场负责触发模量变化。另一类是利用同一物理场的时序或强度变化：弱磁场下柔顺驱动，强磁场下硬化，从而输出更大的作用力。
通过这种解耦，机器人可以进一步实现抓取、支撑、填充封堵和药物释放等功能，兼顾柔顺运动与机械操作能力。
已经落到具体场景里
在靶向递送方面，药物可以在机器人运动阶段被包封保护，到达病灶后再通过磁热相变、pH 变化或酶降解等方法释放，从而实现局部给药。
微创治疗方面，综述提到的应用包括胃穿孔封闭、肿瘤切除辅助、异物清除、血管修复及动脉瘤栓塞等任务。
综述还讨论了自感知结构与模量可切换材料的集成。这一方向可实现机器人形变等自身状态的感知，并为进一步开展模量与环境感知提供思路。文章同时讨论了面向临床转化的关键挑战。
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