能稳稳抓起一枚脆弱鸡蛋不碎裂，也能精准捏起细小缝衣针不滑落，这种“粗细通吃、软硬兼容”的精细操作，人类可以轻松完成，却是传统机器人抓手长期难以突破的技术瓶颈。近日，清华大学深圳国际研究生院科研团队取得技术突破，成功研发磁驱动液态金属智能抓手，打破传统刚性夹持局限，实现对异形、超薄、精细、光滑物体的安全、无损、自动化抓取，为精密机器人操作开辟全新路径。

传统机械抓手多依靠刚性夹取、外力挤压实现作业，面对光滑曲面、异形结构、超薄芯片、发丝等极细小物件时，极易出现夹不稳、夹变形、夹碎裂等问题，难以兼顾“轻柔保护”与“稳固抓取”双重需求。

针对这一行业痛点，清华大学深圳国际研究生院丁文伯、汪鸿章课题组联合攻关，创新研发磁驱动液态金属智能抓取系统。该抓手以镓锡液态金属为基底，掺入铁颗粒构建可磁控、可相变、可自适应贴合的智能抓取介质，兼具液体的柔性适配能力与固态的高强度锁合能力。工作时，液态金属可像水银般流动、贴合物体轮廓，实现无死角包裹；经过温控相变快速“由柔变硬”，牢牢锁定目标物件；作业完成后升温软化，即可平稳无损释放物体。

磁驱动液态金属抓手的功能示意、工作原理与典型抓取对象

据团队介绍，创新掺入的铁颗粒具备双重核心作用：既可作为异质成核位点，有效改善镓基液态金属过冷难题，实现稳定、可控的液—固双向相变；又能在外加磁场作用下产生微振动，推动液态金属充分铺展、深入贴合物体表面微观纹理，大幅提升接触面积与凝固锁合强度。结合气压驱动液滴挤出、回收系统与精准温控调节，抓手可自适应不同尺寸、形貌、粗糙度的物件，无论是玻璃球、岩石、超薄芯片，还是细如发丝的缝衣针，均可完成稳定拾取与无损释放。

液态金属抓手对不同尺寸和形貌物体的自动抓取展示

性能测试显示，该新型液态金属抓手兼顾超高精细度与强负载能力，理论最大负载可达10公斤，彻底突破传统柔性抓手“精细则无力、有力则不柔”的技术矛盾。相比传统刚性夹持模式，该技术依托液态界面润湿与智能相变调控机制，摆脱了固定夹持结构限制，适配场景更广、防护性更强，可广泛应用于柔性电子装配、精密器件加工、异形物件分拣、复杂环境机器人作业等高端制造场景。

目前，该研究成果已发表于国际权威期刊《器件》（Device），论文题为《面向不规则形状物体抓取的磁驱动液态金属抓手》（Magnetically enhanced liquid metal gripper for pick—and—place of irregularly shaped objects）。

北京航空航天大学副教授袁博与清华SIGS丁文伯、汪鸿章副教授为论文共同通讯作者；清华大学深圳国际研究生院2025届数据科学和信息技术专业博士毕业生李潇洒、2026届材料与化工专业硕士毕业生周颖彤（现为2026级材料科学与工程专业博士生）为论文共同第一作者。该项研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省创新创业研究团队计划、深圳市科技计划等项目资助。

未来，团队将持续优化液态金属操控精度与自动化适配能力，推动技术落地产业化，为高端精密制造、智能机器人装备迭代升级提供核心技术支撑。

文、图/广州日报新花城记者：轩慧 通讯员：李潇洒、吴鸿瑶
广州日报新花城编辑：罗林