近来，上海交大机械与动力工程学院张文明教授团队与同济大学航空航天与力学学院李汶柏研讨员协作研讨，在Science Advances上发表文章“Encoded sewing soft textile robots”，初次提出了一种根据“编码缝制束缚力学”的气动织物软机器规划和制作的新办法，处理了可编程气动软体机器人在高效定制化开发过程中长期存在的应战，经过简略高效的二维平面缝制工艺，完结了气动织物软机器的杂乱时空编码和物理智能，为加快气动织物软机器服务于安全人机交互、定制化穿戴和医疗恢复设备的原型开发和产品迭代供给了有用途径。上海交大机械与动力工程学院博士生郭欣宇、同济大学李汶柏研讨员为论文一起榜首作者，李汶柏、张文明教授为一起通讯作者。
早在石器时代，人类就现已可运用骨针将植物纤维缝制成衣服。跟着科学技能的前进，织物展现出可定制化、智能化和集成化的开展的新趋势，将气动驱动器和织物结合制成气动织物软机器，也成为自动织物和软体机器人范畴的重要研讨方向。但是，具有可编程杂乱三维形状变形和运动功用的气动织物软机器的高效定制化规划和制作一直都充溢应战。已有的气动织物软体机器人的制作工艺或需新材料开发和织物拼接，或需贵重的专用设备。别的，短少服务于定制化研制的高效体系的规划和建模猜测办法，也是限制气动织物软机器迈向多功用定制化产品的重要因素。
为了处理以上问题，研讨团队提醒了缝纫对织物的应变束缚规则，并在此基础上提出了“编码缝制束缚”的力学新机制，别离将能够对针织织物拉伸性进行强束缚的直线型缝边和调理的之字形缝边编码为二进制的“0”和“1”。研讨团队经过嵌入不同拉伸信息的编码缝边，为气动织物软机器有用构建了各向异性力学织物束缚壳，完结了力学束缚规划和制作成型的一体化，逐渐开展了三边编码缝边大局束缚新办法。该办法能够极大下降气动织物软机器的杂乱三维变形规划和理论猜测难度，并提高定制化开发的功率。此外，研讨团队还发现调理缝边之间的距离会改变变形的时序，并经过树立的气囊非线性胀大和各向异性织物应变束缚的耦合力学模型，精确猜测了时序变形规则。
研讨团队根据“编码缝制束缚力学”，经过快捷的传统缝纫技能和市售的廉价织物面料和乳胶气球，规划制作出能够在必定程度上完结杂乱空间变形以及可控时序变形的多种多功用定制化气动织物软机器，如复现黄瓜藤杂乱三维弯曲变形的仿生藤蔓，匹配拇指不同关节运动规则的定制化恢复指套和适配不同体型的脊柱矫正器，完结环绕抓取水杯并倒水杂乱操作的仿生章鱼触手，以及完结接连翻滚、双向匍匐和爬管运动的仿生软体机器人。仅需单一气源驱动的气动织物软机器极大下降了体系的杂乱度，该办法有望和制衣职业结合，使用数字化缝纫机或刺绣机，完结织物软机器的低成本、定制化批量生产制作。
该研讨工作得到了国家自然科学基金，上海市“科学技能创新行动计划”和同济大学中心高校基础研讨项目的赞助。
