近期，大連理工大學控制科學與工程學院徐昌一副教授作為共同通訊作者與浙江大學機械學院張超研究員、祝毅教授合作在《自然-通訊》（Nature Communications）發表研究成果柔性電液動力芯片（Flexible electro-hydraulic power chips），通過模塊化邏輯設計思想將多路流體動力源“芯片化”，從而實現小型機器人系統的多路驅動與復雜控制及高功率密度輸出。這項技術或將為小型機器人、可穿戴設備等提供新的輕量便攜的解決方案。
研究團隊受電子芯片中晶體管模塊化柔性設計的啟發，開發了電液動力芯片的基礎單元—電液動力“二極管”單元（圖1a），并通過導電材料和絕緣材料協同的多材料3D打印技術（圖1b），實現小型輕量的電液動力“二極管”單元的自由制造（圖1c）,該單位通過電流體動力原理可輸出可控的單向流動和壓力輸出（圖1d）。此外，電液動力“三極管”基礎單元（圖1e）也可進一步被制造來實現雙向可控的流動和壓力輸出（圖1f-h）。
圖1 柔性電液動力晶體管的設計、制造與功能
同時，基于電液動力“二極管”和“三極管”單元，可實現電液動力芯片的擴展設計與制造（圖2）。（1）二維平面單流道設計：電液動力晶體管單元可擴展為平面內單流道內的串聯和并聯設計與制造，實現流體動力的流量和壓力的增加，并可通過高度的可控打印實現流道高度方向提高；（2）二維平面多流道設計：電液動力晶體管單元可擴展為平面內多交叉流道或多獨立流道的設計；（3）三維體積多流道設計：電液動力晶體管單元可擴展為體積內多流道設計。因此，通過電液動力芯片的“點-線-面-體”全方位系統設計，可滿足不同流體動力系統的精密調控需求。
圖2 電液動力芯片的“點-線-面-體”全方位系統設計
最后，研究團隊將不同的流體動力芯片用于多回路可穿戴熱管理設備與小型水母機器人等案例展示了電液動力芯片的傳熱傳質和精密調控能力：（1）多回路可穿戴設備：將五流路電液動力芯片嵌入穿戴式手套（圖3a），配合半導體冷卻源，可實現任意手指的選擇性冷卻（圖3d-h）；（2）仿生水母機器人：將4個獨立電液動力芯片嵌入水母機器人來驅動“觸手”周期性伸縮（圖4a-d），使其快速游動（圖4e）。（來源：控制科學與工程學院 作者：徐昌一 編輯：常思萌）
圖3 電液動力芯片驅動的穿戴式手套
圖4 電液動力芯片驅動的小型水母機器人
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56636-w
