近日，南方科技大学副教授王宏强团队在《自然—通讯》上发表最新研究。团队提出了一种新型的二自由度静电薄膜驱动器，基于柔性电路工艺实现，并具备良好的重复定位精度、速度和输出力，并结合进一步研制出一种厚度仅970微米、质量约19.7克的超薄柔性机器人，有望应用于大型构件内部狭窄空间及复杂表面等传统机器人难以进入区域的原位加工与检测任务。

飞机、船舶等大型复杂构件在服役期间需要频繁检测、清洁和维护，常规加工机床难以容纳这类大尺寸对象。近年来，轮式、足式等原位作业机器人不断发展，但现有平台通常质量较大、体积较大，既可能使薄壳结构或精细表面变形受损，引发断裂、腐蚀等风险，也难以进入受限空间作业。因此，亟需发展新型驱动技术，构建能够进入狭小空间并适应复杂表面的柔性机器人，为原位加工与检修提供新的技术路径。

为此，研究团队提出了一种基于正交双层电极结构的二自由度驱动器。该驱动器能在平面内产生两个相互正交的驱动力，从而驱动动子实现任意方向的平面运动，具有易加工、易装配和具备规模化制备潜力等优势。

团队将静电吸附片通过柔性关节连接至二自由度驱动器端部，研制的机器人能独立调控动子/定子与基底之间的吸附/脱离状态，从而将驱动器的局部运动转化为机器人整体的大范围移动，能完成直线移动与斜向运动，最高运动速度约为39.0毫米每秒，展示了其在原位作业中的运动基础。

实验显示，该机器人具备良好的表面适应能力，可在亚克力、纸张、橡胶和木板多种非导体表面运动，体现了静电吸附足对不同材料表面的兼容性。该机器人还能在曲面和垂直表面上运动，能适应飞机、船舶等大型构件中常见的曲面、立面等复杂几何结构。

超薄柔性机器人在原位作业方面的潜力。研究团队供图

同时，该机器人实现了在仅10微米厚的铝箔表面运动而不造成破坏，体现了对薄壳结构和柔弱表面的友好性，还能在小曲率半径圆管外表面移动，展示了对复杂结构的适应能力。此外，机器人可携带约自重4倍的负载运动，说明该平台能搭载传感器、加工工具等功能模块。其在外部冲击变形后仍能保持运动功能，为复杂现场环境中的稳定作业提供了支撑。

在原位检测方面，通过将微型摄像头搭载在机器人足端，机器人可进入高度仅7毫米的狭缝开展摄像，并通过扫描完成内部结构检测和三维重建，验证了其用于大型构件中受限空间内部检测的可行性。此外，该研究该展示了机器人在原位加工和原位打磨作业的能力。

该研究将柔性电子制造、静电驱动与机器人系统设计相结合，构建了一种兼具轻薄形态、表面适应能力和工具搭载能力的超薄柔性机器人平台，为传统刚性机器人难以进入或难以安全作业的几何受限、敏感环境提供了新的原位检测与加工技术思路。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-74548-1