柔軟材料和堅硬材料都有其用途，但這兩種特性通常不會同時出現在一種物質中。但RoboFabric 是個例外，因為它可以在柔軟和堅硬兩種狀態之間來回切換。這種材料由新加坡南洋理工大學的科學家小組設計，靈感來自於犰狳和穿山甲等動物交錯的保護性鱗片。

(左起）博士生楊旭東、王一凡副教授和博士生陳天宇分別展示機器人織物肘部護具、頭盔和腕部護具新加坡國立大學

雖然這兩種生物的鱗片都是由角蛋白製成的，但RoboFabric 是由3D 列印的連鎖聚合物瓷磚網絡組成的。所有的瓷磚都由貫穿其間的細金屬絲連接在一起。

只要這些電線保持相對寬鬆的狀態，所有磁磚都能相對自由地移動。然而，當拉緊電線時，瓷磚就會被拉到一起，瞬間使”織物”的硬度增加350 倍以上。釋放電線的張力後，材料又會變軟。

由RoboFabric（又名SAILS–受比例啟發的分層結構）製成的自行車頭盔可以保持柔軟，不使用時更容易裝進袋子裡

在其他可能的應用中，可以想像這項技術可以用於手臂石膏，在受傷肢體最初定位時保持柔軟，一旦定位到所需的方向就會變硬。而且，RoboFabric 模型無需像傳統石膏模型那樣被切斷，而只需將其軟化並在不再需要時滑落即可。

依照同樣的思路，這種技巧也可以用於輔助關節支架，使配戴者能夠以較小的力氣舉起物體或完成其他高難度的體力勞動。例如，使用者可以讓腕部或肘部護具在大部分時間保持柔軟，以獲得最大的活動自由度，然後在舉起重物時將其變硬以獲得支撐。

科學家們能夠透過對志願者肢體的三維掃描製作出這種客製化支架，然後在不到一個小時的時間內三維列印出幾十塊所需的瓷磚。手工將電線穿過這些瓷磚確實需要一些時間，但隨著技術的進一步發展，這個過程很可能會自動化。

近距離觀察RoboFabric 手肘支架

在實驗室測試中發現，當志願者使用支架進行提舉任務時，其肌肉活動最多可減少40%。此外，RoboFabric 的應用領域不止於穿戴式裝置。

該技術已被用於安裝在無人機底部的機器人抓手。該機械手能夠透過變硬和捲曲來拾取物品，然後透過變軟來釋放物品。

RoboFabric 也被用於游泳機器人中，該機器人由一塊密封在彈性外殼內的瓷磚板組成。當空氣被吸出包層時，產生的真空會使板塊變硬，並呈現指定的形狀。釋放真空時，板塊變軟，恢復到”放鬆”的形狀。透過在這兩種狀態之間來回交替，裝置就能在水中游動。

王一凡副教授領導的這項研究的論文最近發表在《科學機器人學》雜誌上。您可以在下面的影片中看到材料的使用情況。