“我在本科期间的表现很普通，刚进入大学有点放飞自我，沉浸在无忧无虑的大学生活中，没有将太多精力放在学习上，直到大三、大四才觉得要拼搏一下，于是奋发图强，考取了山东大学的研究生。”尽管目前就读于世界名校英国布里斯托大学，但是徐慈群却坦白说自己属于“半途奋发”型。

  读研期间，徐慈群逐渐对科研产生兴趣。他说：“尤其是通过辛苦实验后取得了科研成果，让我有一种很自豪的成就感。因此我努力钻研硕士研究课题，读研期间以第一作者的身份发表了三篇 SCI 论文，获得过一等奖学金，也获得过优秀研究生称号。这一切都增加了我的信心，也坚定了读博的想法。”

  他心想，既然读博不如去国外深造，去开阔一下自己的眼界，学习世界上最先进的理论技术。在读研的后半阶段，他开始为出国留学做准备，最终获得了 4 份世界名牌大学的 offer，并申请到国家公派留学资格。

  “最终我选择了素有‘工程王国’之称的布里斯托大学，并开启了我的读博生涯。目前我还是在读博士生，不过有回国工作的打算，希望将来能为国内软体机器人领域的研究贡献自己的力量。”徐慈群说道。

  前不久，他和所在团队的一项研究里，他们研发出一款新型介电泳致动器，突破了传统电致驱动器的驱动方法，可以在电场的控制下产生移动和变形。

  一方面，在驱动过程中，电极与弹性体之间无需非间接接触，这能给弹性体提供相对较多的移动空间。

  另一方面，与磁场控制相比，电场控制相对来说更加简洁，无需架设巨大的电磁线圈或永磁体，只需要几个电极即可。

  事实上，介电泳现象最早于 20 世纪 50 年代被发现，其基本概念是介电体可以在不均匀电场中定向移动。目前，这项技术已被广泛的应用于细胞分离、药物传送、微液流、纳米线组装等领域。

  在这些应用中，控的物体往往是液体或微纳米尺度的颗粒，而利用介电泳控制大尺度块体的研究很少有报道。

  徐慈群所在的课题组认为，小尺度颗粒之所以容易被控制是因为有相对高的比表面积，在相同的条件下更容易被电场影响，但这并不代表大尺度块体就无法被控制。

  电场和被控制材料的性质，是影响介电泳的两个主要的因素。只要合适材料位于合适的电场中，介电泳就能发挥作用。

  而在这项工作，该团队证实了这种可能性，不仅将介电泳的应用推广到柔性致动器领域，也为柔性致动器的发展注入了新思路。

  徐慈群说：“我们在论文中展示了三种应用前景，分别是气泵、光学透镜、行走机器人。”

  在光学透镜中，致动器的运动实现了凹凸透镜曲面弧度的变化，从而改变对光线的折射；

  日前，相关论文以《电场驱动的介电泳弹性体执行器》（）为题发在 Advanced Functional Materials 上[1]，并被评选为封面文章。

  徐慈群是第一作者，英国帝国理工学院马吉德·塔哈维（）教授和英国布里斯托大学乔纳森·罗西特（）教授担任共同通讯作者。

  在软体机器人领域，柔性致动器是一个重要的研究方向，它能将控制信号转换为机器人的运动，并赋予机器人柔性的特点。

  根据不同的应用需求，柔性致动器的控制信号有很多种类，例如电信号、磁信号、光信号、气流信号、化学信号等等。

  其中，以电和磁为控制信号的致动器，通常表现出更快的响应速度和更强的运动输出。

  电响应制动器的一类典型代表就是介电弹性体致动器，基本组成结构就是在两层电极之间夹一层弹性膜，类似于三明治的结构。

  当有电压输入时，外侧的电极相互吸引从而压缩中间的弹性层；断开电压之后，弹性层回弹使整体恢复原状。按照这样的形式，在电信号的控制之下，介电弹性体致动器就能实现连续运动。

  这种驱动方式虽能实现快速响应，但是中间的弹性体被夹在了电极之内，弹性体的移动在某些特定的程度上受到了限制。

  而且，介电弹性体致动器通常要使用柔性电极，制备过程相对较复杂。与之相比，将磁场作为控制信号的致动器中，磁响应材料正常情况下不会与磁极非间接接触，因此有相对更自由的移动空间。

  但是，想要实现精确控制，就会对磁场提出更高的要求，因此磁控设备往往体积巨大且耗电高。基于此，徐慈群开展了本次研究。

  作为第一作者，在最开始选题的过程中，徐慈群广泛阅读了相关文献，结果发现最能引起他兴趣的是软体致动器的课题。

  他说：“我被那些五花八门、天马行空的设计所吸引，希望将来有一天能设计出我自己的软体致动器。同时，我也进入实验室开始动手实验，学习关于制作和控制驱动器的知识。”

  有一天在实验中，徐慈群发现了一个有趣的现象：凝胶材料在电场的影响下产生了微弱的运动。

  随后在与导师的讨论过程中，他意识到这个现象的背后拥有大量值得深究的内容。

  徐慈群继续说道：“为得到可靠的实验数据，可以毫不夸张地说有些实验我甚至重复了上百遍。这样的一个过程中有时会对自己产生怀疑，是不是自己不应该搞科研，当初为何需要选择这个课题。还好在导师的鼓励和自己的坚持下，终于走到最后取得了突破。”

  该致动器的核心动力是一种特殊的电场力，要提升驱动性能就要想办法增大这种电场力。

  首先，材料的选择是关键，使用的材料要能在电场中产生反应，反应越强烈越适合操控；其次，电场的结构也很重要，电场就像一只无形的手，要像让这只手“为我所用”就要先学会控制这只手。

  因此接下来，无论是材料层面的改进、还是电场角度的拓展，都将是徐慈群研究的重点。