材料領(lǐng)域再現(xiàn)突破 石墨烯凝膠造就軟體機器人

不同于《星球大戰(zhàn)》和《終結(jié)者》中的“金屬機器人”未未來機器人將是柔軟可變形的“軟體”，與人類將越來越相像。這種靈活移動的軟體機器人，能夠爬行、扭動，并蠕動穿過堅硬、狹小的空間，應(yīng)用極為廣泛。目前科學(xué)家們研制出了一種新形式的可對近紅外光響應(yīng)的水凝膠，可以作為軟體機器人的原料。這種材料由蛋白和彈性蛋白構(gòu)成，其中還包含薄的石墨烯層。隨著石墨烯在軟體機器人材料領(lǐng)域再度突破，東寶生物（300239）、東方海洋（002086）、中國寶安（000009）等相關(guān)的蛋白和石墨稀上市公司值得關(guān)注。

材料是軟體機器人發(fā)展核心

軟體機器人是一種新型柔韌機器人，可以僅用空氣來驅(qū)動。此前科學(xué)家研究的軟體機器人采用紙質(zhì)和硅橡膠制成，能夠彎曲、扭轉(zhuǎn)和抓起自身重量100多倍的物體。軟體機器人的設(shè)計靈感是摸仿人類的內(nèi)部構(gòu)造或昆蟲的外形架構(gòu)等，尤其是后者。

此前，大多數(shù)人聽到“機器人”一詞，便會想起金屬人形生物。不過現(xiàn)在，科學(xué)家們開始在章魚、海參、魷魚和毛毛蟲等生物中尋找創(chuàng)作靈感，以此來創(chuàng)造“軟機器人”。目前，科學(xué)家們研發(fā)出一種新形式的可對近紅外光響應(yīng)的水凝膠，將有助于實現(xiàn)軟體機器人。這種材料由蛋白和彈性蛋白構(gòu)成，還包含有薄的石墨烯層。合成蛋白在冷卻后將吸收水，加熱時，水便被釋放。當石墨層積熱量時，它們便獲得近紅外范圍內(nèi)的光。

研究人員稱，將這些材料結(jié)合，能夠復(fù)制植物細胞對光的響應(yīng)過程。只有在這種情況下，這一過程才能更具控制性。由于凝膠材料并不能十分均勻地分布，因此材料便會向光源一方彎曲。這種效應(yīng)已經(jīng)在以一只手的形狀存在的水凝膠證實，曝光于光一側(cè)的手指水凝膠開始彎曲。

分析人士指出，許多機器人的關(guān)節(jié)是由可變形的材料制成，非�？旖莺蛷姶�，但現(xiàn)有技術(shù)還不能生產(chǎn)出與自然界動物相媲美的野外活動能力的機器人。制造隨意運動且能精確控制的軟體裝置難度極大，這就是為何至今機器人運動仍舊像機器人而不是活生生動物的主要原因。而石墨烯凝膠將可以為機器人開發(fā)柔軟材料，在該領(lǐng)域形成突破。

軟體機器人應(yīng)用空間廣泛

機械工程師常使用剛性金屬材料制造機器人，但這類機器人通常分量重且昂貴，能執(zhí)行的動作類型有限，還難以在復(fù)雜地形中行進。而靈活移動的軟體機器人，能夠爬行、扭動，并蠕動穿過堅硬、狹小的空間。

由于具備身體容易彎曲的優(yōu)點，軟體機器人應(yīng)用極為廣泛。比如，能進到狹小的空間進行監(jiān)控，鉆進人的身體提供醫(yī)學(xué)影像或散布藥物；能使許多危險手術(shù)更加安全，且疼痛減少；能去宇航員不能去的地方，比如為美國宇航局修理空間站；能夠執(zhí)行工業(yè)中需要彈性運動的更加復(fù)雜的任務(wù)；能夠幫助進行危險環(huán)境的探查，如核反應(yīng)堆和地雷探測；能夠承擔在擁擠空間里需要更加擠壓的任務(wù)等。

美國麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)曾開發(fā)一個軟體機器人，使用了形狀記憶合金制成的人造肌肉。它既柔軟又堅韌，能像蚯蚓那樣蠕動，卻能在狠狠錘打下安全無恙。這種機器人最大的優(yōu)點就是它的耐用性。由于沒有氣動泵、剛性的齒輪和電池，機器人能夠熬過各種各樣的襲擊，這使它能滿足一些軍事應(yīng)用的需求。

最近，機器人科學(xué)家的設(shè)計靈感已轉(zhuǎn)向自然。哈佛大學(xué)團隊開發(fā)的“軟機器人”就是受到魷魚和章魚等海洋生物的啟發(fā)。這些以硅為基礎(chǔ)的創(chuàng)作，不僅具有廣泛的靈活性，也可以改變顏色。這種機器人會爬行、懂得偽裝，并能避開紅外線攝像機的追蹤。

關(guān)注蛋白和石墨烯上市公司

鑒于軟體機器人廣闊的發(fā)展前景，作為其生產(chǎn)原料的蛋白和石墨烯公司值得關(guān)注，比如東寶生物、東方海洋、中國寶安等。

東寶生物（300239）：公司成功研發(fā)出以雙90優(yōu)質(zhì)骨明膠為原料、采用“酶解法”生產(chǎn)分子量集中分布于500-4000道爾頓且平均分子量在2300道爾頓左右的小分子量膠原蛋白技術(shù)，該技術(shù)已于2010年3月25日通過內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)技術(shù)廳組織的省級技術(shù)鑒定以及“生產(chǎn)性試驗鑒定”，并向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請發(fā)明專*。目前已形成200噸/年的產(chǎn)能規(guī)模，募資項目投產(chǎn)產(chǎn)能將擴大至1200噸/年。1噸雙90優(yōu)質(zhì)骨明膠加工為小分子量膠原蛋白，其價值將至少增加約3—4倍。公司小分子量膠原蛋白產(chǎn)品實現(xiàn)規(guī)�；�工業(yè)生產(chǎn)，在該類產(chǎn)品技術(shù)指標方面與國外廠商的競爭站在了同一起跑線上。

東方海洋（002086）：海水養(yǎng)殖業(yè)務(wù)已成為東方海洋主要利潤來源，尤其是隨著海參養(yǎng)殖達產(chǎn)、三文魚養(yǎng)殖逐步達產(chǎn)，相關(guān)業(yè)務(wù)收入均呈快速上升趨勢。其中，公司海參養(yǎng)殖毛利率保持在57.14%,利潤穩(wěn)定；三文魚工廠化養(yǎng)殖技術(shù)已獲得國家34項專*，正打開國內(nèi)市場。隨著三文魚養(yǎng)殖產(chǎn)能逐步放大，其銷售成為公司發(fā)展的重中之重。公司在魚蛋白上的研究較深，集團公司的膠原蛋白鈦已經(jīng)上市。

中國寶安（000009）：2013年5月3日公告，公司2013年4月28日收到“制備球狀石墨烯的方法”的發(fā)明專*證書。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過高溫造�；虻蜏乩鋬鲈炝＜庸�，形成的石墨烯球結(jié)構(gòu)均一，體積小，密度大，導(dǎo)電性能好，方便運輸，可作為碳微球應(yīng)用于催化劑載體，藥物運輸，鋰離子電池以及超級電容器，通過超聲處理即可使這種球狀石墨烯分散為10層以下的石墨烯單體，保留了原有單體石墨烯的優(yōu)良性質(zhì)，便于應(yīng)用于各種領(lǐng)域，安全性能高，可以連續(xù)制備生產(chǎn)，處理量可控可調(diào)，適宜大規(guī)模生產(chǎn)。