中国杭州西湖大学的工程师们创造了一种拥有独特运动范围的人造液晶弹性体管。在他们发表在《科学进展》杂志上的论文《仿生螺旋人工纤维肌肉结构管状柔性致动器》中，工程团队揭示了实现这一非常灵活的管状结构所使用的独特制造技术。

创造具有可控和可编程形变能力的软管状软致动器对于科学和工程应用是非常需要的。目前使用软活性材料制造的合成软管致动器在收缩和膨胀变形方面有限，并且受到严格限制的自由度阻碍了它们的潜在用途。

研究人员利用液晶弹性体（LCEs），一种智能活性材料，开发了管状软致动器。LCE能够发生大规模可逆变形，并且可以被编码为"变形指令"。这使得可以创建紧凑、可编程、小尺度变形装置，具备广泛的工程应用潜力。

为了寻找灵感，研究人员调查了自然界中最令人印象深刻的柔性筒状致动器——大象的鼻子。大象的长鼻没有骨骼和关节，仍然能够完成各种复杂任务，包括呼吸、吹喇叭、喝水、淋浴、抓取物体、举起和操作它们，以及具备无与伦比的自由关节运动能力。

大象的鼻干肌肉纤维是呈多层排列并沿着鼻干长轴缠绕而成管状结构的。特定的排列赋予了鼻干以多样的形态变化方式，包括单一变形方式，如缩短、延长、弯曲和扭转，以及复合变形方式，将两种或更多的变形相结合。

基于躯干肌肉结构，研究人员开发了一种制造平台，即用于构建螺旋-人工纤维肌肉结构管状软作动器（HAFMS-TSAs）的纤维缠绕。通过这些方向性的排布，他们能够复制自然概念，并在HAFMS-TSAs中实现可编程变形。研究人员还发现了关键的缠绕角度，能够实现不同类型变形的解耦和耦合，进一步扩展了可实现的形态变化行为范围。

研究人员随后将HAFMS

进一步借鉴自自然界的观察，人造植物被设计成具有光敏器官、茎、枝和叶子，并具备特定的光敏反应。较低的茎部保持着怕光性质，为向光弯曲的上部光性器官提供支撑。当光强度超过特定阈值时，枝和叶通过内置的反馈循环远离光线，从而提供了一种有效的自我保护机制。

适应性和自主的管状变形结构能够响应不同的辐射环境，并在太阳能收集、空间站的太阳帆、探测器或卫星、自调节光学设备、热调节建筑、或者作为一种不需浇水的室内植物，偶尔还能递给你一颗花生这些领域具有应用前景。