中科院深圳先进院杜学敏研究员团队与香港中文大学张立副教授合作发表仿生智能驱动器研究进展综述

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近日，中国科学院深圳先进技术研究院医工所纳米调控与生物力学研究中心杜学敏研究员团队与香港中文大学张立副教授合作在Wiley旗下期刊Advanced Intelligent Systems上发表仿生智能驱动器研究进展综述Intelligent polymer-based bioinspired actuators: from monofunction to multifunction。该综述总结了面向复杂变化环境应用需求的仿生智能驱动器近年来的快速发展，详细介绍了从单功能到多功能演化的仿生智能驱动器的设计构建策略及其在生物医学和机器人等领域的创新应用，并对仿生智能驱动器的现存挑战和未来发展方向进行了总结和展望（Advanced Intelligent Systems, 2020, DOI: 10.1002/aisy.202000138）。杜学敏研究员团队成员崔欢庆助理研究员与赵启龙副研究员为共同第一作者，杜学敏研究员为通讯作者。 

为适应复杂变化的自然环境，自然界中生物演化出了多样的驱动行为，如动态调节其身形、颜色和位置，大大提升了生物的生存能力。受益于自然界生物驱动行为的启发以及刺激响应性高分子材料的快速发展，近年来仿生驱动器得到了长足的发展，并呈现从单一变形驱动功能到集成感知、报告、运动等多功能演化的趋势，由此赋予仿生驱动器适应环境变化反馈调控以及自主执行任务的“智能”属性，极大拓展了仿生驱动器的能力界限和应用场景。 

在前期研究工作中，杜学敏研究团队在仿生智能驱动器的形变调控策略和机制（Adv. Mater. 2017, 29, 1702231; Research, 2019, 2019, 6398296; J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 24748）、多功能仿生智能驱动器构建（Adv. Funct. Mater., 2020, 1909202; Matter, 2019, 1, 626; Materials Horizons, 2020, 7, 1341）及在生物医学领域的创新应用（Natl. Sci. Rev., 2020, 7, 629; Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1801027; Adv. Mater. Technol., 2019, 4, 1900566; Adv. Mater. Technol., 2017, 2, 1700120；Microsystems & Nanoengineering, 2020, 6, 58）等方面取得了重要进展。 

图 1 仿生智能驱动器：从单功能到多功能的演化

本综述围绕以上研究以及该领域代表性工作，对从单功能到多功能演化的仿生智能驱动器近年来的快速发展进行了总结；与此同时，还对目前仿生智能驱动器在环境响应速度、灵敏度、精确度以及多功能精准调控等方面存在的挑战进行了讨论，并就未来构建具有“感知-分析-驱动”更高智能的仿生驱动器进行了展望。 

该系列研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、广东省、深圳市等科技项目资助。 

原文链接：

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aisy.202000138

来源：中科院深圳先进院

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