近日，科英布拉大学的研究团队在《自然通讯》上发表了一项关于相变驱动技术的新成果，他们开发了一种相变软体执行器，旨在为电动软体机器人提供高强度和高精度的动力支持。该团队的创新之处在于利用水的液气相变来产生机械运动，这一方式不仅简单，而且可扩展性强，功能强大。

与传统的软执行器不同，科英布拉大学的执行器设计摒弃了笨重的气动装置、特殊材料或高压系统，转而利用一个微型嵌入式加热器将水转化为蒸汽，进而产生内部压力，驱动柔软且灵活的结构运动。这一设计使得执行器能够在低至24V的电压下工作，提供超过50N的力，并实现高达100kPa/s的加压速率。

研究团队选择水作为工作流体，主要基于其安全性、可用性和热力学效率。他们通过严格的筛选过程，证明了水的汽化焓实际上是一个可靠的性能基准。与之前的设计相比，新执行器实现了16.6%/s的应变率，并在超过一千次驱动循环中保持了稳定性。

该执行器的核心设计在于模块化。通过将加热线圈、工作流体腔和外部软结构分离，团队创建了一个灵活的系统，可以适应线性、弯曲或两者兼而有之的运动类型。此外，他们还利用现成的材料和便捷的制造方法，如3D打印和铸造，来设计执行器。

为了展示这些高功率相变执行器的潜力，研究团队开发了三个原型：仿生手、软夹持器和四足机器人Bixo。这些原型不仅展示了技术的可行性，还暗示了一种新型软机器人的出现，它们经济高效、安全，并且能够在没有系留泵或危险材料的自然环境中运行。

展望未来，研究团队计划对执行器进行进一步的小型化、提高操作压力以及开发先进的预加载机制。即便如此，当前的执行器设计也为寻求构建无需气动复杂性或高压系统相关风险的软体机器人的研究人员提供了可靠的基础。

更多信息： D. Fonseca 等，《电驱动相变执行器为软体机器人设计提供动力》，《自然通讯》(2025)。