中国科研再突破！江南大学孙丰鑫团队首创 “结构驱动式” 编织框架，让织物变身为 “可编程软体机器人

　　在软体机器人技术从 “功能实现” 向 “灵活适配” 跨越的关键阶段，中国科研团队迎来重大原创突破。近日，江南大学孙丰鑫研究团队提出全新 “结构驱动式” 编织设计框架 —— 无需依赖特殊材料或复杂电子元件，仅通过精准控制针织结构的几何布局，就能在织物中 “写入程序”，赋予软体机器人灵活变形、仿生拟态伪装的核心能力。这一成果以 “结构编程纺织超表面用于软体变形机器人与仿生拟态伪装” 为题，发表于纤维与高分子材料领域顶级期刊《先进纤维材料》，为软体机器人的轻量化、柔性化与场景化应用开辟了新路径。

　　一、技术突破：用 “纺织逻辑” 重构软体机器人设计

　　传统软体机器人的变形功能，往往依赖材料特性(如形状记忆材料)或外部驱动元件(如微型电机、液压装置)，存在设计复杂、适应性弱、成本较高等问题。孙丰鑫团队另辟蹊径，从纺织学 “线圈针脚编程” 原理中汲取灵感，构建起 “结构决定功能” 的全新设计体系。

　　其核心创新在于：通过调整纱线线圈的排列密度、缠绕角度、针脚组合等几何参数，对针织结构进行 “工程化编程”。例如，在同一织物上，通过局部加密线圈可降低该区域弹性，稀疏线圈则提升延展性，不同区域的结构差异形成 “形变梯度”—— 当受到气源、温度等外部刺激时，织物会沿预设的 “结构程序” 产生定向变形，实现弯曲、收缩、扭转等复杂动作。

　　这种设计方式的优势显著：无需更换材料，仅靠结构调整即可实现多模式变形，大幅简化了软体机器人的制备流程;同时，织物本身具备轻量化、柔性好、可穿戴的特性，让机器人能更好地适配医疗、防护、穿戴等场景，解决了传统刚性机器人与人体 / 环境适配性差的痛点。

　　二、原型落地：从 “红外隐身” 到 “仿生运动”，多场景验证技术潜力

　　基于 “结构驱动式” 框架，孙丰鑫团队已成功开发出多个功能明确、性能稳定的软体机器人原型，直观展现了技术的实用价值：

　　多模式变形机器人：仅通过单一气源驱动，就能根据织物不同区域的 “结构程序”，先后完成 “抓取物体 — 弯曲攀爬 — 展开伪装” 等连贯动作，无需人工切换驱动模式，适用于复杂环境下的物资运输与侦察;

　　红外隐身软体爬行机器人：模拟乌贼 “热伪装” 原理，通过结构设计调控织物的红外辐射特性 —— 在常温环境下呈现与周围环境一致的红外信号，遇热源时则通过形变调整散热面积，实现红外隐身，为军事防护、隐蔽探测提供新思路;

　　仿生拟态系统：开发出模拟竹节自然曲线的 “多肉织物”，以及能模拟蛇类 “S 型” 运动的柔性机器人，前者可用于智能园艺装饰、环境监测，后者则能在狭窄管道、复杂地形中灵活移动，适用于管道检测、灾后救援等场景。

　　三、未来应用：从医疗康复到智能穿戴，开启 “织物机器人” 新生态

　　这项技术的突破，不仅推动软体机器人领域的理论创新，更有望在多个民生与战略领域落地应用，重构相关产业的技术逻辑：

　　医疗康复领域：将 “可编程织物” 嵌入康复服或运动衣，打造 “柔性外骨骼”—— 通过织物预设的形变程序，为中风患者、肢体功能障碍者提供精准的关节辅助运动，同时可实时监测运动数据，辅助医生调整康复方案;

　　军事与防护领域：开发具备 “动态伪装” 功能的作战服 —— 织物可根据战场环境(如丛林、沙漠)的红外 / 视觉特征，通过结构变形调整外观颜色与红外信号，实现 “环境自适应伪装”，提升作战人员的隐蔽性;

　　智能穿戴与家居领域：设计 “自适应服装”，能根据人体活动状态(如运动时出汗、静止时保暖)调整织物透气性(通过结构形变打开 / 关闭透气孔);家居场景中，“可编程织物” 可制成能自动调节形状的沙发、窗帘，提升生活便捷性。

　　江南大学孙丰鑫团队的这项原创成果，不仅体现了中国科研在 “跨学科融合” 领域的创新实力 —— 将纺织学与机器人学深度结合，更以 “结构驱动” 的全新思路，为软体机器人技术突破提供了 “中国方案”。随着后续研究对结构设计精度、环境适应性的进一步优化，“织物机器人” 有望更快走进现实，成为连接前沿科技与民生需求的重要载体。