“面向人形机器人的磁控智能材料及4D打印颠覆性技术研发与产业化”项目荣获“创赢未来・筑梦燕赵”2026创业大赛河北选拔赛青年创新专项赛道一等奖

　　6月16日，由河北省人力资源和社会保障厅、河北省财政厅、河北省教育厅、河北省农业农村厅、共青团河北省委联合主办的“创赢未来・筑梦燕赵”2026创业大赛河北选拔赛在雄安新区成功举办。

　　大赛设置“科技成果+创业”赛道、“产业发展+创业”赛道、“民生需求+创业”赛道、“职业技能+创业”赛道、青年创新专项赛五大赛道，最终，各赛道分别评选出一等奖1名、二等奖3名、三等奖5名及优秀奖8名。各赛道一等奖和二等奖获奖项目，将代表河北参加全国赛。

　　其中，由德热纳机器人团队推出的“面向人形机器人的磁控智能材料及4D打印颠覆性技术研发与产业化”项目，荣获青年创新专项赛道一等奖。

　　“面向人形机器人的磁控智能材料及4D打印颠覆性技术研发与产业化”项目聚焦人形机器人、低空经济等战略性新兴产业对轻量化、高强度、智能一体化结构的迫切需求，研发出磁控智能材料及4D打印颠覆性技术，旨在为人形机器人柔性关节、灵巧手、轻量化肢体及低空飞行器智能蒙皮等高端应用提供“材料—装备—工艺—软件”一体化智能制造解决方案。

　　该项目首创产品未来可以应用于多个场景。

　　人形机器人柔性关节与灵巧手

　　可一体化打印具有梯度刚度、动态变形能力的仿生关节与灵巧手，通过体素式磁畴编程实现局部刚度精准调控。关节刚度1-100MPa可调，疲劳寿命≥10万次。灵巧手指尖采用变刚度材料，抓取易碎物品时可自动增加接触面积。相比传统金属方案，减重30%~50%。

　　人形机器人灵巧脸与仿生表情驱动

　　采用柔性表皮层与非接触磁控驱动层架构，通过磁控4D打印制备可编程柔性磁性贴片，贴合于面部动作单元（FACS）控制点，利用颅骨内电磁线圈阵列实现非接触、毫秒级、无噪音的细腻表情驱动。该技术无机械噪音、无生硬拉扯，为人形机器人实现自然情感交互提供了全新方案。

　　生物医疗微创器械与流变机器人

　　流变机器人可在磁场控制下穿透狭窄腔道，如胃肠道、血管等，通过“溶胶—凝胶”转换实现形状重构、包裹异物或靶向给药。未来，该机器人可用于胃穿孔无创修补、早期胃癌标记等。

　　“面向人形机器人的磁控智能材料及4D打印颠覆性技术研发与产业化”项目团队由北京交通大学副教授、博士生导师李振坤领衔，依托北京交通大学近30年磁性智能材料研究积累，在国际上率先提出“流变机器人（Rheobot）”原创科学概念，首创磁畴编程与结构成型同步一体化4D打印工艺，研制出全球首台桌面级磁控4D打印机（Mag4D系列）。

　　团队突破传统“先打印、后充磁、再固化”的分步模式，将充磁功能内置到打印机中，使4D打印用时从过去的5到10个小时缩短至5到10分钟。磁畴编程精度达±0.5mm，充磁响应时间≤0.3秒。该工艺将传统多工序分离的磁畴编程与结构成型整合为同步流程，实现了制造效率的数量级提升。

　　团队还独创“类原生质”磁控流变记忆材料体系，通过在磁性液体中加入纳米材料，开发出具备磁控流变记忆特性的智能材料。该材料能够在磁场刺激下“记”住自己搭建的微观结构，撤去磁场后仍能保持80%以上固态特征，弛豫时间可在秒级至小时级精确编程，有效解决了传统磁流变液无法打印、磁性液体固液转化弱的世界性难题。

　　另外，团队研发磁控增强复合材料打印技术，利用脉冲磁场诱导磁性颗粒与增强相（碳纤维等）定向排列，使普通工程塑料（尼龙等）拉伸强度提升50%以上、弹性模量提升47%，实现“以塑代钢”的低成本轻量化制造，成本较PEEK方案降低70%以上。

　　目前，德热纳机器人团队已推出Mag4D系列4D打印机并应用于前沿科技展示、科研教育等场景。项目团队已申请磁控4D打印与软体机器人相关核心技术发明专利27项（授权14项），获得各类科技奖励10余项。