您是否想过，未来的小型机器人可以像章鱼一样多腿灵活运动与控制，或像水母一样多足轻盈灵活游动？传统多路流体动力小型机器人往往依赖多个刚性泵和阀来实现系统的驱动与控制，严重限制了系统的便携性和灵活性。近来，浙江大学团队与大连理工大学团队合作在
《
N
ature Communication
》
发表研究成果
——
《
Flexible electro-hydraulic power chips
》（
柔性电液动力芯片
）
，可通过模块化柔性设计与
3D
打印技术将多路流体动力源“芯片化”设计与制造，从而实现小型机器人系统的多路驱动与复杂控制及高功率密度输出。这项技术或将为小型机器人、可穿戴设备等提供新的轻量便携的解决方案！
浙江大学张超研究员为论文第一作者
，
浙江大学祝毅教授、张超研究员和大连理工大学徐昌一副教授为论文共同通讯作者
，浙江大学杨华勇院士、徐兵教授、张军辉研究员和大连理工大学孙希明教授参与指导工作。
研究团队受电子芯片中晶体管模块化柔性设计的启发，开发了电液动力芯片的基础单
元
—
电液
动力
“
二极管
”
单元
（图
1a
）
，并通过导电材
料和绝缘材料协同的多材料
3D
打印技术
（图
1b
）
，实现小型轻量的电液动力“二极管”单
元的自由制造（图
1c
）
,
该单位通过电流体动力原理可输出可控的单向流动和压力输出（图
1d
）。此外，电液
动力“三极管”基础单元
（图
1e
）也可进一步被制造来实现双向可控的流动和压力输出（图
1f-h
）。
同时，基于电液动力
“
二极管
”
和
“
三极管
”
单元，可实现电液动力芯片的扩展设计与制造（图
2
）。（
1
）二维平面单流道设计：电液动力晶体管单元可扩展为平面内单流道内的串联和并联设计与制造，实现流体动力的流量和压力的增加，并可通过高度的可控打印实现流道高度方向提高；（
2
）二维平面多流道设计：电液动力晶体管单元可扩展为平面内多交叉流道或多独立流道的设计；（
3
）三维体积多流道设计：电液动力晶体管单元可扩展为体积内多流道设计。因此，通过
电液
动力芯片的
“
点
-
线
-
面
-
体
”
三维空间系统布局
，可满足不同流体动力系统的需求。
图
2
电液
动力芯片的
“
点
-
线
-
面
-
体
”
三维空间系统布局。
最后，研究团队将不同的流体动力芯片用于多回路可穿戴热管理设备与小型水母机器人等案例展示了电液动力芯片的的传热传质和驱动能力：（
1
）多回路可穿戴设备：将五流路电液动力芯片嵌入穿戴式手套（图
3a
），配合半导体冷却源，可实现任意手指的选择性冷却（图
3d-h
）；（
2
）仿生水母机器人：将
4
个独立电液动力芯片嵌入水母机器人来驱动
“
触手
”
周期性伸缩（图
4a-d
），使其快速游动（图
4e
）。
图
3
电液动力芯片驱动的穿戴式手套。
图
4
电液动力芯片驱动的小型水母机器人。
论文链接
：
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56636-w
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