海洋技术与装备方向
面向水下航行与探测装备等海洋工程发展需求,结合智能材料最前沿柔性感知与驱动技术,突破大推进力柔性驱动机构设计与驱控技术,多孔离子聚合物宽频高灵敏感知机理与制造技术,柔性组件深海高压与富离子环境适应机制等关键问题,发展新形态水下无人航行器及声/力学探测技术。主要方向:
1. 人工肌肉驱控与水下柔性仿生机器人
A. PVCG仿生机器人:基于PVCG人工肌肉柔性大力驱动器研制弯曲摆动、扑翼拍动等水下推进机构,发展新形态水下隐身航行器(目前唯一可以实现中大型电驱动软体机器人技术方案)。研究内容:

B. IPMC仿生机器人:研制IPMC人工肌肉多尺度复合弯曲大变形水下推进机构,发展深海新形态水下隐身航行器。研究内容:

应用价值
2. 离子聚合物柔性传感与深海声/力学感知阵列
探索应力分布影响离子迁移运动规律,利用宏微观结构设计应力梯度诱导离子定向迁移,提升力学感知灵敏度。基于高灵敏多孔离子聚合物研究无水密封装水听器,发展新型共形柔性水听器及阵列。研究内容:

应用价值
智能手术器械与机器人方向
传统手术器械结构刚硬,自由度少且协调性差,术中易疲劳;以达芬奇为代表的高级手术机器人功能强大,但培训与使用成本高昂使其难以普及,如何在技术便利性和手术经济性之间寻求平衡是关乎医生与患者健康和利益的重要问题,突破智能柔顺末端执行部件和柔性触觉感知与力反馈技术,便携式微创手术机器人是未来重要发展方向。
3. 智能触觉反馈腔镜手术机器人
基于柔性线驱动、柔顺机构和柔性大变形材料驱动等技术研究智能化柔性末端执行部件;基于柔性驱动和感知材料研究柔顺触觉反馈技术,发展具有触觉功能的便携式腔镜手术机器人。研究内容:

应用价值
柔性智能感知与驱动方向
智能聚合物是在电激励下产生连续大变形、在外力作用下产生电响应的一大类高分子材料,也称为人工肌肉,可研制柔性驱动器和传感器。以柔性智能材料工程化应用为最终目标,重点突破材料规模化稳定制造和柔性复合驱动机构设计方法等关键技术,发展新型柔性机电器件及其系统应用。
4. 聚合物感知/驱动材料与柔性机电
围绕IPMC、PVCG、HASEL和离电聚合物等为代表的柔性感知和驱动材料,主要从材料制备工艺、工作机理、物理模型、力电特性、原型应用等方面开展研究,掌握材料制备方法和工作特性,从认识工作机理出发建立材料模型,应用于原型设计与控制。研究内容:

应用价值
探索前沿柔性智能材料基础科学问题和应用关键技术,打通智能材料-柔性机电器件-机器人技术系统化研发途径,推进工程技术的产业转化,目前成果转化方向主要有:
国内首家电活性聚合物仿生驱动产业转化研究中心,主要从事软体智能电活性材料IPMC、PVCG等规模化生产、不同规格柔性驱动器制造及其驱控电路研制,中心面积1000余平方米,现有材料制造与测试设备等资产投入超过100万元,致力于柔性智能材料与新型机电器件技术成果转化。
2 手术臂机器人(秦创原春种基金)
专注于手术医疗器械与智能机器人技术研发,公司致力于开发便携易操作的腹腔镜专科手术机器人及器械,提升机器人及器械操控的易用性、减少医生工作强度、降低患者使用成本,以服务于医患人员健康为宗旨,促进与推广经济型微创手术治疗理念。