这也能发Nature封面？儿时的气球都白玩了……

小时候的快乐仿佛很简单，只需和小伙伴们聚在一起，即使没有玩具也能欢度一天。一个普通的气球，就能带给我们无尽的欢乐。我们像对待珍宝一样珍视它，吹起来和小伙伴一起争抢、嬉戏，追来跑去，快乐的仿佛要飞起来。

逛游乐园时，小丑表演总是我们期待的节目之一。他们手中的长气球，能神奇地变成一朵玫瑰、一顶帽子，或是一只可爱的香肠狗。这种神奇的柔性材料变化，不禁让人联想到一种全新的技术。

受儿时玩气球的启发，美国普林斯顿大学的Pierre-Thomas Brun教授和他的研究团队，竟然以类似玩气球的方式实现了软体机器人的制备和可编程驱动。这一创新成果最近在Nature杂志上发表，并被选为当期封面。

这些“气球”软体机器人，在充气后就像肌肉一样伸缩自如，又能像手指一样灵活弯曲。它们甚至能恰到好处地取出瓶子里人手够不到的小球。看到这一幕，不禁让人惊叹科技的神奇。

封面上的图片展示了软体机器人取出小球的瞬间，让人对这个领域的发展充满期待。或许在不久的将来，这种技术将广泛应用于我们的生活中，带给我们更多的便利和惊喜。简单制备“气球”软体机器人

想象一下，将未固化的液体弹性体注入模具，如同封面图中的绿色部分那样，填充长直细管状的空间。随后，注入空气，形成一个贯穿模具的纵向气泡。在重力的作用下，这个气泡缓缓上升，而液体弹性体则流向模具底部，形成了一种上薄下厚的独特结构。最终，当液体弹性体被固化后，我们得到了一个形如气球的软体机器人。这一过程被研究者们称为“气泡浇铸”。

当我们仔细观察这个奇特的“气球”机器人时，会发现其表面呈现出一种微妙的薄厚差异。这种差异正是其运动的关键所在。与日常生活中的气球相似，当我们在其中充气时，薄的部分会更容易扩张，导致整个机器人发生弯曲变形。这种现象被称为气动致动。它的工作原理与自然界的某些现象有着异曲同工之妙，比如黄瓜藤条上盘旋的卷须。

研究者们巧妙地利用不同的模具，使得这种“气球”软体机器人能够拥有不同的外形，从而适应不同的任务需求。他们成功地制作出了一系列令人惊叹的作品：能够在充气时形成星形“手”的机器人，能够反复收缩的线圈状“肌肉”，甚至能够逐根卷起“手指”的机器人。这些成果都展示了这一技术的广阔前景和无限可能。

那么如何控制这些“气球”机器人，让它们按照我们的意愿运动呢？其实关键在于控制几个关键因素：弹性体流体的直径、它在模具中的流动速度、固化过程中的时间控制以及气流大小等。这一切都离不开流体力学的支持。Brun教授指出：“流体力学正是这一过程的基石。”研究者们正是利用流体力学原理，深入探讨了这些因素对软体机器人横截面形状的影响，为其设计和控制提供了坚实的理论基础。随着研究的深入，我们有望看到更多令人惊叹的软体机器人问世。模拟与计算：流体塑造软体机器人

图片来源：Nature

想象一下，一个像气球一样的软体机器人在被充气后如何行动，这不仅仅是科幻小说的情节，更是科学家们正在深入研究的课题。这项研究为未来的软体机器人设计开辟了新的道路，这些机器人可以被设计成执行特定的任务。

研究的焦点在于一种特殊的管状聚合物材料，这种材料上薄下厚，当充气时会产生扭矩，正是这种扭矩为“气球”软体机器人的运动提供了基础。研究者们利用先进的计算机模型来模拟这一过程，以深入了解其背后的科学原理。正如论文作者之一Etienne Jambon-Puillet博士所说：“我们可以使用简单的公式来预测这些管状材料在充气时的行为。”这种模拟和预测为我们提供了一种全新的方式来理解流体与形状之间的关系。

气动模拟与弯曲机制

这种独特的“气球”软体机器人能够展现出令人印象深刻的灵活性。它们可以卷曲和伸展，最大收缩长度甚至可以达到初始长度的80%。这一性能超越了目前已知的其他气动人造肌肉。通过编程控制，这些机器人不仅能够帮助我们提起日常物品，如水瓶，还能通过简单的拼接完成更为复杂的任务，如在瓶子里抓取小球。

挑战与前景

尽管这种“气球”软体机器人展现出巨大的潜力，但它们仍然面临一些挑战。正如我们小时候玩的气球一样，过度充气可能会导致破裂，这对于软体机器人来说可能是“灾难性的失败”，正如论文第一作者Trevor J. Jones所指出的。如果存在漏气的小孔或管道堵塞，也可能使机器人的行为变得不可预测。

“活力四溢的气球人：创新科技塑造软体机器人新时代”

在科技的浪潮中，一种名为“气泡浇铸”的全新方法诞生了，为软体机器人的制造带来了革命性的变革。这种方法摒弃了复杂的技术和昂贵的设备需求，以简洁而高效的姿态走进了我们的视野。它不仅能够制造出长达数米的气动软体机器人，更在材料使用上实现了极大的节约，聚合物管壁的厚度仅约100微米。

这一技术的潜力令人瞩目，研究者们正跃跃欲试，准备将其推向更广泛的应用领域。未来的道路上，我们有望见证一系列令人惊叹的进展。想象一下，一种能够连续运动的机器人，如同百足虫般灵活前行；或者是一种模拟人类心脏跳动的机器人，通过腔室驱动器实现交替膨胀和收缩。这些不仅仅是设想，而是即将走进现实的应用场景。

“我们对这个问题的物理理解已经相当深入，现在，我们可以着手实现真正的机器人技术。” Jones的这一番话，道出了这个领域未来的无限可能。这种全新的制备软体机器人的方法，不仅将为我们带来更为丰富的体验，更将在工业生产、医疗、探索等领域掀起一股革新的浪潮。让我们共同期待这个充满活力和创新的时代，软体机器人将如何改变我们的生活和工作方式。探索泡泡铸造柔软机器人的奇妙世界

本文由Trevor J. Jones, Etienne Jambon-Puillet, Joel Marthelot和P.-T. Brun共同撰写，于2021年发表在《自然》杂志上。文章标题为“Bubble casting soft robotics”，详细探讨了通过微小气泡创造柔软机器人的新技术。

文章指出，利用微小气泡，我们能够铸造出具有灵活性和适应性的软机器人。这些微小气泡不仅仅是一种简单的材料，它们还赋予了机器人前所未有的特性。这种技术的出现，让我们对软机器人的未来充满了期待。

这种技术的独特之处在于，微小气泡在铸造过程中起到了关键作用。它们不仅提供了制造柔软机器人的材料，还使得机器人具备了独特的物理特性。这种创新的制造方法，使得软机器人在未来的应用中具有更广泛的潜力。

文章还介绍了这一研究的背景信息。在此之前，软机器人的制造一直是一个技术难题。传统的方法往往无法兼顾机器人的灵活性和耐用性。通过微小气泡的帮助，研究人员成功地解决了这一问题。这种新的制造方法不仅提高了软机器人的性能，还为其未来的应用开辟了新的道路。

这项研究不仅引起了科学界的关注，也引起了广大公众的兴趣。如果你想了解更多关于这一研究的细节，可以访问Princeton大学的工程新闻网站，参考文章“Tiny bubbles help create soft robotics”，或者浏览相关的研究论文。通过这些资源，你可以深入了解这一技术的原理、应用和前景。

这篇文章为我们展示了软机器人技术的崭新前景。通过微小气泡的铸造技术，我们有望在未来看到更多具有创新性和实用性的软机器人。它们将在各个领域发挥重要作用，从医疗到工业，从探索太空到救援行动，都将留下它们的身影。