大屏幕上，一款新型类生物变胞机器人，在无需拆卸和重装的情况下，可在爬行动物、节肢动物和哺乳动物等不同“生物”形式间自由转换，电影里的“变形金刚”跑进现实。这是世界首款具有多种模仿形式的变胞足式机器人，由南科大机器人研究院研发，而牵头者就是南科大机器人研究院院长、英国皇家工程院院士戴建生。

5月25日上午，由广东院士联合会、东莞市人民政府联合主办，以“大模型具身智能”为主题的2024松山湖科学会议在松山湖科学城正式举行。戴建生院士带来题为“智能结构进化机器人——‘具身智能’的变身、变体与变胞”的特邀报告，围绕具身智能新时代、具身智能的需求、机器人结构学、算法智能+机构智能=具身智能、智能机构的艺术启迪、智能结构的生物进化机理、智能结构进化体的数学工具、多种变胞机构智能本体8个方面进行演讲，并通过大屏幕展示了最新型机器人的神奇。

这款有着“变形金刚”功能的机器人的灵感来自哪里？

记者现场获悉，戴建生院士开启变胞机构的研究源于艺术型的折纸香水盒。1996年，完成博士后工作的戴建生进入了世界著名美妆企业工作，所负责的项目是开发机器灵巧手，辅助产品包装的设计与生产。“大家都知道，香水的包装是很考究的，要想研发出可以实现这么复杂任务的机器灵巧手很不容易。我每天就把这些包装纸盒折来折去找灵感。”戴建生回忆说，灵巧手的研发需要先研究对象，而包装纸盒就是这个对象，需要给它的折叠轨迹建模。他看着这些千变万化的折纸突发奇想——这折纸的折痕与连接纸板不就是铰链、连杆吗？这种映射方法可不可以应用到机器人结构学中呢？

据悉，折纸机构是机构学的一种学科交叉和跨学科研究，涉及数学、计算机科学等。这些多学科穿插、交融的研究是对机构学的拓宽和延伸，是机构学的新动力，对机构学的开拓和创新有着重要意义。

现场，戴建生院士展示了对一只千纸鹤结构的科学解析，进而提出一类由几何体切割链接而成的新型变胞结构，在变胞机器人、康复机器人、人形机器人等领域具有广泛应用。“这让我和团队开辟了一种设计新思路、新方法。”戴建生院士表示。何谓“变胞”？英文原型为“micromorphic”，意为“微观形态连续体”，戴建生院士与中国工程院院士张启先共同确认中文翻译为“变胞机构”，至今已在变胞机构与可重构领域深耕了20余年。

进化机器人的发展，历经了进化机构、智变机构、机构变异、变胞机构四个过程。智能机器人要想适应当前环境就需要根据不同的环境、需求进行变形。

“变胞机器人开创了具身智能的‘环境适应身体’的特点，可以根据环境自主改变结构，变化形态、调整模态、实时进化。”戴建生表示。

“几十年来，机器人的本体几乎没变，都是用手臂来完成指令。但是变胞机器人不同，它可以用本体来完成各种变化，适应各种场景，具备执行多种任务的能力，实现一机多能，达到减少环境污染、能源消耗的效果。我相信，它在应用领域会有广阔的发展空间。”戴建生说。

“目前，变胞机器人已经升级到第二代，在第一代的基础上拓展了机器人的结构尺寸，搭载了多种传感器件，包括深度相机、雷达和红外线相机。”戴建生院士介绍，这款具身智能全息变胞机器人是全球首创，具备了轮式、足式、轮-足复合式3种主要运动形式，包括5种仿生构型和120+细分形态，实现机器人结构、感知、决策与环境的高度融合。

形态多变及多传感系统融合等特质让变胞机器人更加适应环境，在灾后救援、污染防治、水源保护、火灾隐患巡查等方面具有独特作用。戴建生院士举了个例子，“例如在水源保护方面，很多狭窄的地方人进不去，传统机器也进不去，而变胞机器人可以变形缩小钻进去，到达地点后再变形展开，进行各种操作。”

除了变胞机器人，戴建生院士还重点介绍了变胞机构的另一种智能本体——变胞灵巧手，也被称为“类人手”。“我们团队在国际上首次将变胞结构应用于机器人手掌设计，赋予机器人手掌一定的自由度，使其可以突破现有机器人手抓持空间和灵巧度的束缚。”戴建生院士介绍。