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封伟教授专著《智能材料在软体机器人中的应用导论》正式发行
添加时间:2026-06-10 13:52:06  

近日,天津大学封伟教授应清华大学出版社邀请,编著的智能材料领域专著《智能材料在软体机器人中的应用导论》已由清华大学出版社正式发行。

软体机器人技术正在引领机器人领域的一场深刻范式变革,其核心目标是赋予机器接近生命体的柔软性、环境适应性与交互安全性,使其能够胜任非结构化环境中的复杂任务。在这一变革进程中,智能材料扮演着不可或缺的核心推动角色。它们不仅是实现机器“类生命”行为的重要载体,也是连接仿生灵感与工程实现的功能性媒介。智能材料能够感知外部环境刺激(如电场、磁场、温度、光照、化学环境等),并将其直接转化为可控的机械形变、应力输出或物理特性变化。这种“刺激-响应”机制,使得机器人本体结构同时具备执行与感知功能,为实现真正意义上的“结构功能一体化”软体机器人提供了无限可能。

当前该领域发展日新月异,但国内尚缺乏一本能够系统梳理知识脉络、适合初学者和跨领域研究者的入门指南。为此,智能材料全书深入浅出地构建了智能材料与软体机器人两大前沿交叉领域的知识框架。不仅系统剖析了各类智能材料(涵盖形状记忆合金与聚合物、介电弹性体、离子聚合物-金属复合材料、液晶弹性体、水凝胶及各类新兴电活性、磁响应材料等)的本构关系、响应机理与制备工艺,还在此基础上重点探讨了基于这些材料的软体致动器与传感器的设计方法、制造工艺与控制策略,阐释如何将材料的智能行为转化为机器人的驱动、感知与可控变形能力。同时,全书结合仿生学思想,通过一系列前沿应用案例,如仿生抓持器、可编程软体致动器、植入式医疗机器人与可穿戴设备等,具体展现了智能材料如何赋能机器人实现复杂的运动模态与环境交互。通过系统论述,本书旨在帮助读者打通从材料科学到机器人设计的桥梁,理解从“材料响应”到“机器人动作”的完整逻辑链条。为了丰富内容,该书精选了其他学者的优秀研究成果。全书共16章,约37.1万字,内容全面,与时俱进,系统论述了智能材料与软体机器人的基础理论及最新研究发展动态。

天津大学封伟教授领衔的功能有机碳复合材料研究团队(FOCC)长期从事有机功能材料的多尺度复合制备、结构性能调控与智能化集成研究,多年来团队在国家重点研发项目、国家自然科学基金委杰出青年基金项目、重大仪器研制项目、重点项目、装备预研-教育部联合基金重点项目等支持下持续开展了智能响应材料前沿创新研究,掌握了智能高分子结构设计、多尺度界面结构耦合及宏观响应性能调控等多项关键技术。

(本文转自天津大学新闻网)