哈佛团队提出一种旋转式多材料3D打印技术，将运动指令直接嵌入材料结构，跳过传统多步组装流程。该方法使软体机器人具备可预测、可编程的精确形变能力，为手术器械、可穿戴设备与柔性抓取提供新路径。
智能速览
采用旋转喷头同步挤出两种材料，通过控制材料空间分布预设充气后的弯曲方向
外层用高强度聚氨酯成型，内嵌泊洛沙姆凝胶占位，固化后冲洗形成精密中空气道
单次连续打印即可一体成型螺旋舒展驱动器和多关节夹持器，无需粘贴、密封或分层组装
运动逻辑由几何结构本身承载，相当于用‘材料代码’替代外部控制器与执行器
从数天人工组装缩短至数小时参数调整，硬件无需升级，仅靠算法与路径优化即可复现新功能
精华内容
软体机器人的核心瓶颈从来不是柔，而是准——如何让柔软结构做出确定、可重复、可设计的运动？哈佛团队的答案是：不靠外部控制，而把指令刻进材料里。
材料即代码
传统软体机器人依赖外部气泵、阀门与传感器协同控制形变，响应延迟且误差累积。本研究将运动逻辑转化为材料内部的几何拓扑：每根打印丝材的旋转角度、材料配比与空间取向，共同决定充气后局部应变方向。实测显示，同一结构在0.15MPa气压下弯曲角度偏差小于±1.2°，重复100次形变轨迹重合度达98.7%。
这种‘结构编程’跳过了控制器校准环节，也规避了软材料蠕变带来的长期漂移问题。
它不再把材料当作被动载体，而是主动参与运动决策的‘第一执行层’。
一步成型工艺
对比传统模具浇筑+薄膜封装+通道钻孔的6–8步流程，该技术仅需单一打印工序：先以聚氨酯/泊洛沙姆双材料螺旋共挤构建三维骨架，再经室温固化、冷水冲洗去除凝胶，最终获得壁厚均匀（±15μm）、曲率连续的中空通道网络。
测试表明，一个含4个独立气腔的螺旋驱动器，打印耗时2.3小时，而同等功能的传统组装耗时57小时。
更重要的是，设计变更只需修改G-code路径参数，无需更换模具或调整产线，原型迭代周期压缩至8小时内。
两类验证样机
螺旋驱动器在0.2MPa气压下实现360°均匀卷曲，形变速率稳定在18°/s，全程无滞后或回弹；夹持器则集成3段指节，每段含2个正交气腔，可分别控制屈曲与扭转，成功抓取直径3mm鸡蛋托与0.5mm厚硅胶片而不留压痕。
二者均未使用任何铰链、轴承或粘接界面，所有运动自由度均由打印路径的空间编排赋予。
这证明该技术不仅能实现单一方向弯曲，还可支持复合运动解耦——为仿生手、内窥镜末端执行器等高需求场景提供可行路径。
这项工作重新定义了软体机器人的制造范式：运动能力不再附加于结构，而是生长于结构之中。当几何成为语法、材料成为介质，柔性系统的设计自由度将大幅跃升。未来能否用同一套打印逻辑，生成适配不同器官曲率的微创手术臂？又或者，让可穿戴辅具根据用户肌电信号实时重构内部气道拓扑？这些可能性，已从论文走向产线前夜。
