上海交大谷國迎教授團隊綜述：用于軟體機器人的3D打印

來源：上海交通大學

近日，上海交通大學機械與動力工程學院谷國迎教授團隊在Nature Reviews Materials上發(fā)表“3D-printed PEDOT:PSS for soft robotics”綜述文章，針對3D打印技術制造PEDOT:PSS導電聚合物材料應用于軟體機器人領域進行了系統(tǒng)分析與前瞻展望。上海交大機械與動力工程學院博士研究生李金昊為論文第一作者，江西科技師范大學碩士研究生曹杰為共同第一作者，谷國迎教授、江西科技師范大學盧寶陽教授為共同通訊作者。

軟體機器人是一類將生物概念與機器人相融合的系統(tǒng)，兼具環(huán)境順應性與靈巧運動功能。其中，柔性導電材料可以輔助軟體機器人實現(xiàn)感知、控制和作動等復雜功能。導電聚合物作為一類新型柔性有機高分子材料，具有可調(diào)的力、電學性能、生物兼容性和易于加工等優(yōu)異性質，已廣泛應用于薄膜電子器件。然而，柔性導電聚合物目前在材料制備和制造技術等方面難以滿足其在軟體機器人系統(tǒng)中的集成應用需求。近年來，結合聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）導電聚合物與先進3D打印技術為解決上述挑戰(zhàn)提供了新思路，也為軟物質工程和軟體機器人學帶來了機遇。

3D打印PEDOT:PSS用于軟體機器人技術路線圖

論文從材料、制造、應用三者的相互關系出發(fā)，重點聚焦可3D打印PEDOT:PSS基墨水的跨尺度設計機理與性能評估、導電聚合物3D打印技術演化與制造策略以及在新興軟體機器人系統(tǒng)中的應用，討論了3D打印PEDOT:PSS在高性能墨水、先進打印技術和系統(tǒng)集成方面存在的機遇與挑戰(zhàn)，旨在推進軟體機器人的技術進步與應用發(fā)展。該論文得到了國家自然科學基金，上海市科委“科技創(chuàng)新行動計劃”等項目的資助。

未來展望：（a）3D打印PEDOT:PSS未來方向；（b）軟體機器人領域中的前瞻應用

谷國迎教授團隊主要從事機器人學與軟體機器人技術方向的研究，近年來，主持承擔了國家杰出青年基金／優(yōu)秀青年基金、國家自然科學基金重大項目課題、國家重點研發(fā)計劃、上海市基礎研究重點等科研項目十余項，在Science Robotics, Nature Biomedical Engineering, Nature Reviews Materials, Nature Materials, Nature Communications, Science Advances, IEEE Trans. Robotics, Advanced Materials, Soft Robotics等期刊發(fā)表相關論文百余篇。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41578-023-00587-5

作者：機器人研究所
供稿單位：機械與動力工程學院