名家大师进校园丨探秘仿生流变机器人,解码4D打印创新科技

1个月前 (10-01) 阅读数 227 #综合

探秘仿生流变机器人

解码4D打印创新科技



名家大师进校园

“名家大师进校园”是北京市十一学校石景山实验中学“志远”课程的重要组成部分。该课程定期邀请一位名家大师或业界精英走进十一石景山,与学生们交流互动,分享人生经历或行业知识,帮助学生开阔眼界、明确志向、坚定理想。并在榜样力量的激励和名家风采的感召下,成长为志存高远、胸怀宽广、眼界开阔和拥有责任感和使命感的国家栋梁和民族脊梁。


仿单细胞生物的流变机器人

与4D打印科技


在创新的沃土上,每一次与前沿科技的碰撞都是一场思维的革新。2025年9月17日下午,“名家大师进校园”系列活动之“仿单细胞生物的流变机器人与4D打印科技”主题讲座活动在山下学院举行。我们有幸邀请到北京交通大学Rheobot实验室核心成员、4D打印与软体机器人领域专家芮博超老师,为同学们带来一场兼具科学性与趣味性的知识盛宴。

活动伊始,主持人初一年级的张博涵同学以生动的开场白点燃现场氛围,为这场“科技探秘之旅”拉开序幕。

芮老师以“从自然生物到科技仿生”为切入点,带领同学们走进单细胞生物的微观世界。他通过动态演示阿米巴虫的变形运动,形象地解释了其“原生质溶胶-凝胶转化”的独特机理——这种能在固液态间自由切换、刚度灵活变化的特性,正是流变机器人的灵感源泉。芮老师结合趣味类比,将抽象的“流变特性”转化为同学们易懂的“生物变形密码”,让大家直观感受到自然造物对科技发明的启发。

随后,芮老师聚焦讲座核心,深入解读仿单细胞生物流变机器人(RheoBot)的创新突破与4D打印技术的核心原理。他通过实物模型与视频演示,展示了流变机器人的“神奇能力”:在磁控技术的驱动下,机器人能像阿米巴虫一样实现无限变形,既能“柔软穿梭”于狭小空间,又能“变硬承重”完成抓取任务。同时,芮老师详解了实验室研发的磁畴可编程4D打印技术——这项技术可精确控制智能材料的分布与形态,如同为机器人“量身定制骨骼与肌肉”,正是实现流变机器人复杂功能的关键支撑。

讲座中,芮老师还分享了流变机器人的前沿应用前景:从医疗领域的“无创手术机器人”精准输送药物,到工业场景的“柔性机械臂”适配复杂工件,再到星际探索中“变形探测器”适应极端环境,一个个充满想象力的案例让同学们惊叹不已。现场互动环节,同学们围绕“机器人如何实现变形控制”、“4D打印材料有哪些特殊属性”等问题踊跃提问,芮老师耐心解答,不断碰撞出创新思维的火花。

为鼓励同学们的探索热情,芮老师还将实验室的科研手账与科普手册赠予表现突出的同学,让这份对科技的热爱在现场传递,与此同时,学生代表亦代表学校,将精心准备的专家库聘书与特色文创回赠芮老师,以表敬意与感谢。

这场讲座不仅是一次前沿科技知识的传递,更是一次“自然仿生与科技创新”的深度对话。它让同学们真切感受到微观生物的智慧与现代科技的魅力,激发了大家对机器人工程、材料科学等领域的探索兴趣。未来,“名家大师进校园”活动将继续搭建科技与青少年的桥梁,邀请更多领域专家带来精彩分享,助力同学们拓宽科学视野、点燃创新梦想!期待下一次相遇,共同解锁更多科技奥秘。


END



文字丨张博涵(初一年级)侯文宇

图片丨家长志愿者

一审|罗亦肖

二审|张小萌


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