中國科學院深圳先進技術研究院杜學敏團隊近日成功研制出能通過顏色變化進而實現與環境交互，同時還能運動的軟體爬行機器人。該研究成果7月31日在線發表于國際頂級學術期刊《細胞》（Cell）姊妹刊《Matter》上。

論文鏈接：

https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385（19）30037-2

“傳統的軟體驅動器難以兼具變形與變色的多功能特性，而我們研發的爬行機器人能夠像自然界中的生物一樣，自主感知環境變化并及時做出反應。”杜學敏博士接受記者采訪時說道。

據介紹，受變色龍的啟發，杜學敏團隊以周期性排布的納米顆粒為模板，注入特殊材料并固化后，通過移除納米顆粒模板，進而獲得具有周期性納米孔洞結構的變色薄膜。該薄膜在溶劑氛圍中的顏色變化速度可快至0.2秒，并且通過調控薄膜暴露在溶劑蒸氣中的時間長短，從而實現不同的顏色變化。

該項研究的另一大突破在于快速變色的同時，結合可控變形與可控運動的材料，實現了仿變色龍的驅動。“通過模仿自然界中蛇和蚯蚓等爬行生物的運動方式，我們設計出了既能變色又能定向爬行的軟體機器人，其運動速度達到了0.16cm/s（一分鐘可以爬行逾6倍自己身長的距離）。”杜學敏介紹說，該成果有望在傳感、通訊及機器人偽裝等方面實現應用。

據了解，經團隊實驗表明，該爬行機器人的變色與變形持續逾100個循環后，仍然能保持優良的驅動特性。此外，團隊還將此次研發材料設計成風車、花朵等各式復雜形狀。

對于該研究成果的未來應用，杜學敏表示，研究團隊目前已將此次研發材料與特種機器人結合，實現了機器人與環境實時交互的功能。未來計劃將材料特性與人形機器人相結合，做成機器人的“皮膚”，賦予機器人更擬人的情緒表達。