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吉林大学先进材料增材制造实验室在4D打印与智能机器人方向取得新进展
发布时间:2026-03-04        作者:李桂伟        编辑:殷志富       审核:       浏览:

在国家自然科学基金等项目的资助下,依托吉林省先进材料增材制造重点实验室,吉林大学机械与航空航天工程学院先进材料增材制造实验室吴文征、李桂伟等人在4D打印与智能机器人方向取得了新进展。

1. Fe-Co-V磁致伸缩合金的激光激励4D打印

提出了激光激励4D打印磁致伸缩材料方法,通过调整激光刺激参数和扫描策略重新分配激光粉末床熔融磁致伸缩样品内部应力以诱导特定位置宏观塑性变形,实现构建的激光响应宏/微观改变,突破了磁致伸缩材料应变尺度限制,可推动4D打印在电磁工程中的跨尺度形变的应用。

2.基于智能编程训练的多维功能转换仿生软体机器人研究

采用机器学习方法为镍钛形状记忆合金的训练参数和变形角度开发智能预测模型,研究不同条件下训练后的镍钛合金丝特性,构建由形状记忆合金丝驱动的多维功能变换仿生机器人。该工作拓展了形状记忆合金的训练方法,为多场景软体机器人提供技术创新。

3.4D打印高机动性机器人-刺激响应材料的可控功率放大行为

评论了刺激响应材料的可控功率放大机制,聚焦其从设计到制造的关键技术。概述了面向高机动性机器人的4D打印制造工艺;从仿生学角度评述了用于功率放大的结构设计;面向适用于4D打印高机动性机器人的刺激响应材料,详细评述了用于控制机器人运动方向、速度、模式与响应时间的策略;并对当前技术挑战与发展前景进行了展望。

相关研究成果发表在Nature Communications, Matter(Cell姊妹刊), Advanced Materials等期刊。

(1)Laser-stimulated 4D printing of magnetostrictive Fe-Co-V.Nature Communications. DOI:10.1038/s41467-026-69378-0.

(2)Intelligent programming training of multi-dimensional functional transformation biomimetic soft robots.Matter.DOI:10.1016/j.matt.2026.102661.

(3)4D Printing of Highly Maneuverable Robots: Controllable Power Amplification Behaviours of Stimulus-Response Materials.Advanced Materials.DOI: 10.1002/adma.202516070.

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