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原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251003033930.htm
原文作者：University of Virginia School of Engineering and Applied Science
这些微型机器人字面意义上可以在水上行走
想象一下，一个比树叶还小的微型机器人，像水黾一样在池塘表面滑行。有一天，这样的设备可以用来追踪污染物、收集水样或侦察对人类来说太危险的洪水区域。
弗吉尼亚大学工程与应用科学学院的机械与航空航天工程学教授Baoxing Xu正在开创制造这种机器人的方法。在一项发表于《科学进展》（Science Advances）的新研究中，徐教授的研究介绍了一种名为HydroSpread的开创性制造方法，该方法对快速发展的软体机器人领域具有巨大潜力。这项创新允许科学家直接在水面上制造柔软的漂浮装置，这项技术可应用于从医疗保健到电子产品再到环境监测的各个领域。
到目前为止，软体机器人中使用的薄而柔韧的薄膜必须在玻璃等坚硬表面上制造，然后才能剥离并转移到水面上，这是一个容易导致薄膜撕裂的精细过程。HydroSpread通过让液体本身充当“工作台”来规避这个问题。液态聚合物滴可以直接在水面上自然铺展成超薄、均匀的薄片。然后，徐教授的团队可以使用经过精确调谐的激光，以惊人的精度将这些薄片切割成复杂的图案——圆形、条状，甚至是弗吉尼亚大学的标志。
利用这种方法，研究人员构建了两个类似昆虫的原型：
- HydroFlexor：使用类似划桨的动作在水面上划动。
- HydroBuckler：模仿水黾，通过弯曲的腿向前“行走”。
在实验室中，研究小组使用一个顶置的红外加热器为这些装置提供动力。当薄膜变热时，它们的层状结构会弯曲或屈曲，产生划桨或行走的动作。通过循环加热和停止加热，这些设备可以调节速度甚至转向——这证明了可控、可重复的运动是可行的。未来的版本可以设计成对阳光、磁场或微小的嵌入式加热器做出反应，为可以自主移动和适应的自主软体机器人打开大门。
徐教授说：“直接在液体上制造薄膜为我们提供了前所未有的集成度和精度。”“我们不是在坚硬的表面上制造，然后再转移设备，而是让液体来完成工作，提供一个完美光滑的平台，从而在每一步都减少故障。”
其潜力超出了软体机器人。通过更容易地形成精密的薄膜而不损坏它们，HydroSpread可以为制造可穿戴医疗传感器、柔性电子设备和环境监测器开辟新的可能性——这些工具需要在传统刚性材料不起作用的环境中保持薄、软和耐用。
关于研究人员
Baoxing Xu 是机械、柔顺结构和仿生工程领域的国家认可专家。他在弗吉尼亚大学工程学院的实验室专注于将自然界的策略——例如昆虫运动的精妙机械原理——转化为人类使用的、具有弹性、功能性的设备。
这项工作得到了美国国家科学基金会（National Science Foundation）和4-VA的支持，是在弗吉尼亚大学机械与航空航天工程系内完成的。徐教授团队的研究生和本科生在实验中发挥了核心作用，获得了关于最先进制造和机器人技术的实践经验。
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