创科广场｜「摺纸」软件机械人 磁控动作百变可作医疗用途

机械人一般都是结构复杂，以电动伺服器实现各种不同姿势及动作；香港中文大学工程学院研究团队研发软件机械人组装技术，利用数片胶纸和磁性颗粒，通过简单的黏贴及裁剪，就可制作出灵活变形、拥有不同功能的小型摺纸式软件机械人结构，活动起来，有如传统皮影戏一样。

内置「摺纸」软件机械人体积小行动灵活，配合不同感测元件模组，日后将可执行环境感测和医疗等任务，甚至外科体内治疗胃溃疡等损伤，技术亦进一步为发展智能软件机械人提供组装基础。

软件机械人以灵巧、结构多变取胜，能够抓握物件、输送靶向药物等，目前要解决的问题包括如何将不同功能元件和物料，与尺寸细小的软件机械人结合，实现模组化设计，按需要加入及调整其功能；此外，为了达到软件机械人在磁控下的变形多样性，磁性颗粒往往需要排列成复杂形状，对于只有数厘米大的软件机械人，组装难度特别大。

转印磁性图案有如摺纸

中大机械与自动化工程学系张立教授研究团队参考「纹身贴纸」将胶片上的图案转印到皮肤表面的概念，通过多重黏贴组装磁性颗粒图案，完成软件机械人的编制。团队先将磁性颗粒铺上生活常见的标签贴纸（不乾胶），形成模板后，再利用黏贴力较强的双面胶膜，逐层转移模板上的磁性颗粒图案，最后以雷射将印上完整图案的双面胶膜切割。

磁化作用下，双面胶膜上的平面图形可如摺纸般转换成不同的立体结构，通过调整磁场让软件机械人做出折叠、抓取或其他连续性动作。

双面胶膜具强力黏韧性，有利于将不同性质的物料黏合，毋须任何连接工序将不同模组组合起来。研究团队成功将不同功能的传感元件无缝合成到小型软件机械人身上，进行温度、紫外光、酸硷值、导电、吸油等感应工作，亦可用于电路修复及治疗胃溃疡。

具医疗工业潜能

张立教授表示：「我们在实验中示范了小型软件机械人在体内复杂环境进行特别任务，例如在凹凸不平的胃壁内移动到溃疡位置，模拟在胃部贴上胶布的动作，若日后能配合药物使用，或可治疗胃部受损情况。此外，软件机械人未来会进一步整合更多的电子元件，例如矽红外綫LED、电晶体或近场通讯等，提升机械人多功能及智能化水平。」

研究团队成员包括香港城市大学生物医学工程学系张甲晨教授及卡尼基美隆大学机械工程系Carmel Majidi教授，研究亦获香港研究资助局（RGC）、香港创新科技署（ITC）、裘槎基金会、中大周毓浩创新医学技术中心、中大天石机器人研究所、中大—中国科学院深圳先进技术研究院机器人与智慧系统联合实验室，加上创新香港研发平台（InnoHK）医疗机器人创新技术中心（MRC）支持；结果刊登于国际学术期刊《Science Advances》上。