复旦大学研究人员开发出一款纸般薄的足部膜，使爬行式微型机器人能够直接从脚下大地获取电能。这一技术将金属和硅表面转化为活性电源，帮助机器人摆脱沉重的机载电池。
微型机器人在废墟搜救或核反应堆检测等场景中潜力巨大，但电力供应一直是主要瓶颈。传统商用电池过于笨重，对于体重仅1.7克的机器人而言，若要保持合理续航，电池重量占比将高达94%，这在实际应用中并不可行。
每一步都是瞬时发电机
据发表在《国家科学评论》的研究显示，团队完全绕过了机载储能方案，直接将机器人下方的地面转化为电源。一种柔软、厚度仅为135微米（约等于人类头发直径）的聚合物凝胶膜被直接化学生长在机器人脚垫上。当机器人行走于铝、锌或硅等活性表面时，该膜能即时产生电力，将每一步都转化为瞬时的电化学发电过程。
其工作机制类似露天电池：金属地板提供电子，膜从周围空气中吸收氧气和水分以完成电路。接触瞬间电力流动，肢体抬起则电流切断。
实验室测试表明，一台尺寸为6.7×5.7厘米的3D打印爬行者间歇性运行了150天，累计行走超过10,000步且电压无下降。在消耗约2克铝的情况下，该系统最终跨越了一百万步里程碑。此外，该粘性凝胶膜支持机器人攀爬倾斜金属板，耐受-20至80°C极端温度，并成功为机载LED灯和蓝牙发射器供电。
局限与未来展望
该技术仍存在现实限制。脚垫无法从塑料、玻璃、土壤或有机组织等化学惰性表面提取能量。为此，研究团队加装了一个小型机载超级电容器，以在“盲区”之间缓冲电力。同时，暴露于大气二氧化碳及持续腐蚀会逐渐降解内部电解质，目前需研究人员手动补充氢氧化钾以维持运行。
这一突破置于全球多功能合成皮肤研发的背景下。从斯坦福大学的自愈合分层皮肤，到剑桥大学和伦敦大学学院的痛觉感应柔性水凝胶，再到东京大学在人形机器人手指上生长的活体人类皮肤，机器人外层正从被动传感器向更复杂的功能演进。
复旦大学团队通过将合成皮肤升级为能量收集器，提供了替代沉重电池的巧妙方案。若未来能实现电解质维护的自动化，微型探索者有望彻底切断电源“脐带”，在通风管道、变电站和核反应堆中自主收集关键诊断数据。