普林斯頓大學的工程師們開發了一種新型的軟體機器人，這些機器人不需要電機或笨重的外部系統來運作。這種設計將柔性材料與嵌入式電子元件相結合，使機器能夠利用熱量改變形狀並執行控制運動。軟體機器人長期以來被認為在醫療、危險探索和精密任務中具有廣泛的應用潛力，但大多數設計仍依賴於剛性部件或外部氣泵。普林斯頓團隊的目標是通過將驅動系統直接整合進材料中，以消除這些限制。
該團隊使用定制的3D打印機，以液晶彈性體來製作這些機器人。這種聚合物具有有序的分子結構，工程師可以編程設計其對熱量的反應。研究人員在材料中打印出具有控制分子排列的圖案區域，這些區域如同鉸鏈一般。當加熱時，它們會以可預測的方式彎曲。通過堆疊和連接這些區域，團隊創造出可以按指令折疊和展開的結構。這種方法直接將運動嵌入材料中，而不是在後期添加機械關節。
在打印過程中，研究人員還整合了柔性電路板，這一步驟消除了需要單獨組裝的需求，提高了可靠性。Davidson強調了這種整合作為實用製造的一個關鍵步驟。嵌入式電路允許對特定區域進行精確加熱，這種加熱會觸發聚合物的收縮，從而推動運動。系統還包括提供實時反饋的溫度傳感器，這使得閉環控制成為可能，幫助機器人在重複循環中保持準確性。
為了引導折疊，團隊在鉸鏈之間添加了輕量的玻璃纖維面板，這些面板確保彎曲僅在預期的位置發生。作為展示，研究人員建造了一個受折紙啟發的起重機形狀的機器人。這個結構在電力驅動下拍打翅膀，能夠無明顯磨損地執行重複動作。Paulino的團隊利用來自折紙設計的數學模型來編程這些運動，這些相同的原則在以往的醫療設備和自適應結構中也得到了應用。
隨著項目的進展，整合仍然是最大挑戰。Bershadsky提及，整合各種技術的過程非常困難。他們的研究方法有望產生可擴展且可製造的軟體機器人，這些系統最終可能在人體內部或在傳統機器無法進入的危險環境中運行。這項研究已發表在《先進功能材料》期刊上。
