当《蚁人》照进现实：西湖大学造出能爬会游、摔不坏的“机器小强”

都市快报2025年09月21日约 6 分钟

‍ △点击上图查看详情在科幻电影《蚁人》里，主角斯科特·朗穿上战服瞬间缩小，指挥蚂蚁大军穿梭于微观世界，执行那些看似不可能的任务。那一刻，我们不禁幻想：如果真有这样微小却灵活的“机器人”，能自由穿梭于人类无法到达的角落，那该多酷？

如今，这个科幻梦想，正在被一群中国科学家一步步推向现实。今天上午，在浙江省科协最新一期“科技成果科普发布”活动的现场，出现了几只指甲盖大小的机器人，它们不但会爬行，还会游泳。它们没有外骨骼，没有齿轮，也没有传统电机——“身体”柔软而富有弹性，就像自然界的小型昆虫般灵动。这就是西湖大学工学院姜汉卿教授团队研发的“自主昆虫级软体机器人”，它的核心秘密，就藏在一种能像动物肌肉一样收缩、伸展的全新驱动技术里。这项成果也发表于国际期刊《自然·通讯》。如果说《蚁人》让我们看到了“缩小”的可能，那么这款软体机器人则让我们看到了“昆虫尺度自主驱动”的真实突破，可以说是真正意义上的“现实版微型机器人先锋”。

传统驱动“卡脖子”，微型机器人急需强有力的“人工肌肉” 在电影里，蚁人靠“皮姆粒子”缩小并保持力量。但在现实世界，科学家们面临一个巨大挑战：如何让一个只有几厘米甚至几毫米的机器人，拥有足够的力量、形变和续航能力，实现完全自主运动？现有的机器人大多依赖刚性电机——那些由铜线圈、磁铁和齿轮组成的“小马达”。它们虽然有力，但结构复杂、装配精密，难以实现小型化，而且柔韧性不足。这就好像一只小昆虫被塞进沉重的机械外壳，难以展现灵敏，更别说从30米高空跳下来还能继续爬行。

因此，科学家们一直在寻找一种理想的“人工肌肉”，能像生物肌肉一样，用低能耗驱动，产生大力量和大变形。但过去的技术，要么需要几千伏的高压，要么依赖外部激光或强磁场，实用性大打折扣。 “我们需要的，不是更强的电机，而是一种全新的驱动范式。”西湖大学讲席教授、欧洲科学院院士姜汉卿在活动现场说，“我们决定向自然界学习——学习昆虫肌肉的高效与柔韧。”

姜汉卿团队的答案，是一种全新的电磁弹性体驱动机制（Elasto-Electromagnetic Mechanism, 简称 EEM）。这可不是简单的“电磁铁通电吸合”。EEM的核心，是巧妙平衡“强磁吸引力”与“弹性恢复力”，实现类似肌肉的收缩运动。“关键在于，我们让‘硬磁-软磁’的相互作用成为驱动主力，而不是传统的‘磁铁-线圈’洛伦兹力。”姜汉卿解释道，“这使得输出力提升了数倍，同时驱动行程也大大增加。” 更厉害的是，EEM的“肌肉”不是死板的，而是可以“编程”的。“这就像给机器人装上了不同的‘运动程序’。”姜汉卿介绍，“我们可以根据任务需求，设计出蠕动、游泳或跳跃等不同运动模式。” 从实验室到现实：这些“小虫子”将来能干啥？ “自主昆虫级软体机器人”，听起来很酷，但大家最关心的是：它到底能做什么？在随后的科学沙龙环节，姜汉卿教授与青年科学家许昌瑀博士展开了一场脑洞大开的对话，把这些“小身材”机器人的“大未来”娓娓道来。

姜汉卿告诉大家，这些微型机器人不仅“会动”，还能“感知”。研究团队在它们身上集成了微型传感器，“这意味着它们不再是简单的执行器，而是具备环境感知能力的智能系统。”姜汉卿展望了未来这种微型机器人的发展方向，“我们希望打造2到3厘米尺度的微型机器人集群系统，让它们拥有群体智能——各自独立探索，又能实时通信协作。” 这种“蜂群式”作业模式，特别适合在人类难以进入的未知环境中执行任务。比如在地震或建筑坍塌现场，大型设备无法深入，搜救犬也受限于空间。这时，一群微型机器人集群出动，钻入瓦砾缝隙，利用传感器探测温度变化、微弱呼吸声和有害气体浓度，并将数据实时回传，为救援争取黄金时间。许昌瑀也展望了跟这次发布的机器人不一样的微型机器人。想象一下，未来某天突发脑血栓的病人，医生不再需要开颅手术，而是将一枚米粒大小的微型机器人注入血管。它沿着血液流动，精准抵达病灶部位，释放溶栓药物，甚至完成微创修复。在发布活动开始之前，姜汉卿还带着大家参观了实验室研发的其它机器人，有能协助老人起居的智能养老机器人，还有可以在高空危险环境中作业的仿生机械臂，“我们做的是‘3D机器人’，这个‘3D’不是指三维，而是脏活（Dirty）、险活（Dangerous）、无聊活（Dull）。我们希望未来的机器人，能替人类完成那些做不了、不敢做，或者不愿意做的事。”他描绘了一幅未来图景：工人不再需要冒着高温、高空或有毒环境的风险作业，而是坐在办公室里，远程操控机器人完成任务。“未来的蓝领，或许会变成‘数字白领’——用智慧指挥机器。”

而支撑这些创新的，是一个典型的“跨力学实验室”。姜汉卿教授的团队成员来自材料学、电子工程、生物力学、人工智能等多个领域。“今天的科学难题，很少能靠单一学科解决。”姜汉卿说，“我们要做的是‘搭桥人’，把不同领域的知识连接起来，碰撞出新的可能。”他也借此分享了自己的科研心得，“未来的学习，既要专精一门，也要博采众长。很多时候，一些看似无用的知识，在某个瞬间就有用了。” 正如这次发布的这只小小的软体机器人，或许还无法立刻走进我们的生活，但它承载的想象力，已经悄然萌芽。也许就在不远的将来，当你感觉皮肤上有轻微触感，低头一看——那不是蚊子，而是一只会帮你监测健康的“电子昆虫”。科技的未来，正在以柔软的方式悄悄靠近我们。

延伸阅读： 当机器人开始“装动物”——那些脑洞大开的仿生机器人 你有没有想过，未来的机器人可能不是人形的？它们可能长得像蟑螂、像章鱼、像壁虎，甚至像……一朵花？这可不是科幻，而是正在发生的现实。科学家们发现，与其费尽心思让机器人“像人”，不如向自然界这位“顶级工程师”学习——动物和植物，已经进化了数亿年，它们的身体就是最完美的设计手册。比如你讨厌的蟑螂，科学家们却爱死它了！这种“小强”不仅跑得快（每秒能跑身长50倍的距离），还能钻进比自己扁平的身体缝隙，甚至被踩一脚还能活。美国加州大学伯克利分校的科学家就造出了“RoACH”机器人——名字就是“Roach”（蟑螂）和“Robot”（机器人）的合体。它只有手掌大，靠柔性材料和六条小短腿，在瓦砾、草地、楼梯间如履平地。未来它可能成为地震救援的“先锋侦察兵”。而哈佛大学的“哈佛蚂蚁”（HAMR）更绝，它能在水面上奔跑，还能像蜘蛛一样“爬墙”，靠的是脚底的微小毛刺和静电吸附。蜂鸟是唯一能悬停、倒飞的鸟类。美国国防部高级研究计划局（DARPA）资助的“纳米蜂鸟”机器人，就完美复刻了这一技能。它只有手掌大小，重量比一节AA电池还轻，却能靠两片快速拍打的翅膀在空中悬停、转弯，甚至逆风飞行。它搭载微型摄像头，可以悄悄飞进房间，执行侦察任务。更绝的是，它飞行时的声音几乎听不见——不像无人机“嗡嗡”吵人，它更像一只“真的鸟”。 ABOUT.科技成果科普发布 作为全国样本、浙江创新，由浙江省科协和都市快报联手打造的“科技成果科普发布”已经连续举办了八年，活动持续关注前沿科技，打造了“国家级—省级—市级—（区）县级”四级联动、协同发展、社会科普资源互通共享的新局面。每期活动都会请到深耕一线的科学家来讲述最前沿的科技成果和背后的科学故事，已有周成虎、房建成、李兰娟、龚晓南、薛永祺等多位院士及其他权威科学家参与活动。

橙柿互动·都市快报记者翁丹妮摄影金静馨
编辑肖旭审核张倩林琳
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