英國布里斯托大學（University of Bristol）研究團隊在《自然·通訊》（Nature Communications）期刊發(fā)表了一項突破性成果，展示了一種低壓電源技術。這項由該大學主導的研究，有望徹底改變從機器人腿部到醫(yī)療及工業(yè)用觸覺手套等廣泛領域的機器人系統(tǒng)架構。

突破體積與電壓瓶頸

研究團隊通過制作三個原型機——包括機器蝴蝶翅膀、變色手環(huán)以及連接可調節(jié)腕帶的觸覺指尖袋（模擬自然觸感），生動展示了該創(chuàng)新技術的多樣化應用潛力。首席作者薩巴·菲魯茲尼亞（Saba Firouznia）指出，這一發(fā)展令人振奮，它克服了現有軟體機器人驅動器僵硬、笨重的障礙，提供了微型化、便攜且更具適應性的解決方案。

這種新型液金磁流體（LIMA）泵重量僅為0.2克，運行電壓低于0.1伏，但其性能潛力甚至優(yōu)于現有的部分商業(yè)流體輸送和液壓泵。與傳統(tǒng)依賴龐大剛性組件或高壓驅動的軟體泵不同，LIMA泵利用了液態(tài)金屬的高導電性、高表面張力、可變形性及低運動阻力等固有特性，在毫伏至亞伏特級別即可產生有用的壓力和流量。

磁流體驅動機制解析

其核心工作原理在于：當電流通過處于磁場中的液態(tài)金屬液滴時，會產生洛倫茲力（Lorentz force）。這種力推動液滴往復運動，從而置換周圍流體并產生泵送作用。正如研究合著者、布里斯托大學機器人學教授喬納森·羅斯特（Jonathan Rossiter）所言，該泵不僅傳輸液壓能，還能通過軟體流體網絡傳遞化學能和信息信號。

這種多功能集成特性為構建更便攜、自主且多用途的軟體機器人開辟了新路徑。羅斯特教授將其比喻為機器人系統(tǒng)的“軟體心臟”，在一個低壓平臺上集成了泵送、信號傳輸和能量轉移功能。目前，團隊正進一步研究該技術在智能繃帶乃至可食用機器人等場景中的應用。

從實驗室到微流控應用

菲魯茲尼亞強調，這些增強特性意味著該技術不僅能更好地應用于疾病診斷中的“芯片實驗室”設備，還能拓展至機器人服裝的微泵及環(huán)境采樣微型執(zhí)行器等新領域。正如研究團隊所言，“天空才是極限”。這項技術通過極簡的結構和極低的能耗要求，為軟體機器人擺脫有線束縛、實現真正自主化提供了關鍵動力支持。

對于中國軟體機器人及微納制造行業(yè)而言，這一突破具有顯著的啟示意義。國內企業(yè)在柔性電子與微型驅動領域布局廣泛，但往往受制于微型化與低功耗難以兼得的瓶頸。LIMA泵展示了利用材料本征特性（如液態(tài)金屬）替代傳統(tǒng)機械結構的思路，這提示中國研發(fā)機構應加強對新型功能材料在微機電系統(tǒng)（MEMS）中應用的探索，特別是在醫(yī)療可穿戴設備和微型流體控制領域，有望通過材料創(chuàng)新實現技術彎道超車。