全球首台桌面级4D打印机、
全球首创“流变机器人”科学概念、
原创科普全网传播量过亿……
这位北京交通大学的
90后副教授、博士生导师，
把实验室里的“变形金刚”带进中关村，
带进煤矿与核电，
也带进孩子们的掌心。
读懂他，
就读懂了海淀青年的样子。
中关村论坛年会上，一个“小家伙”抢了不少风头。
它没有齿轮，没有电机，像一团被施了魔法的透明凝胶——时而蜷缩成球，时而伸展成条，在磁场中缓缓“游动”。观众第一次发现：原来机器人可以不是“铜头铁臂”，而像一滴会思考的水。
它叫流变机器人（Rheobot），全球第一款能自如变形运动的软体机器人，出自北京交通大学机械与电子控制工程学院90后副教授李振坤之手。
01
从一只“变形虫”出发
大自然里最灵活的动物，是没有骨骼的变形虫。它的原生质在液态与固态之间自由转换，想去哪里，就把身体“流”过去。
2019年，博士毕业的李振坤一直在琢磨：机器人为什么不能这样？
那时的软体机器人，大多靠弹性材料变形，方式固定，难以适应复杂环境。早在读博期间他就关注4D打印概念，在一次国际学术会议上进一步了解，4D打印比3D打印多出的，不只是“时间”，更是“功能”：把变形设计直接写进材料。
“3D打印出来的是一个静态、没有功能的结构，我们要把它做成机器，得把零件一个个组装起来。”李振坤说，“4D打印不一样，我们把功能直接写在它的结构里，让功能和结构真正一体化。它不仅是形态上的仿生，更是功能上的仿生——生物哪里是肌肉，我们就在哪里打印出像肌肉一样的功能。”
方向有了，最难的关在材料。传统智能材料响应性和记忆性都不够。李振坤和团队在磁性液体中加入纳米磁性功能颗粒，反复计算、试验、筛选，最终发明出“磁控流变记忆材料”——一种类原生质材料，能在磁场刺激下记住自己搭建的“脚手架”，实现溶胶与凝胶的可逆转化。
李振坤在做实验
2023年，李振坤团队在《Applied Materials Today》发表论文，在全球首次提出“流变机器人”概念，并做出全球第一台能自如变形的流变机器人。
如今，这只“变形虫”正在学着感知体内的材料分布与流动，实现真正的智能控制。未来，它有望钻进人体血管寻找出血点、捕捉循环肿瘤细胞，也能用于军事侦察、星际探索。
02
把功能“写”进结构
材料只是第一步。如何精准制造？李振坤把目光投向4D打印工艺。
打印时给材料充上磁场，让内部形成一个个“最小磁性单元”——磁畴。通过对磁畴方向的可视化编程，就能像写代码一样，把“何时变形、如何变形”写进每一个体素。他带领团队发明基于磁控智能材料的高精度体素式4D打印技术，攻克了智能结构一体化设计与制造难题；提出“变刚度软体夹持方法”，让软体夹持器的承重与稳定性大幅提升。
李振坤在做实验
“过去制作一个软体机器人需要5到10个小时，现在通过简化4D打印工艺，10分钟以内就能完成。”
2024年，李振坤与中关村企业合作，推出全球首台桌面级4D打印机Mag 4D Printer，入选中关村论坛常设展，填补国内空白。如今，从教学款到工业级，Mag 4D系列已经“飞”出实验室。
这项技术正加速产业化：为低空经济飞行器打印能主动变形的蒙皮，可减少阻力、调节飞行状态，提升飞行稳定性；为人形机器人打印“以塑代钢”的高强度关节——“用普通塑料打出特种塑料的强度，成本不高、重量更轻、交互更安全。”
03
从书架到货架
技术不能只停留在论文里。
李振坤团队开发的煤矸石分选机器人，已应用于开滦集团等大中型煤矿：柔性抓取、形状自适应，从煤流中精准分选煤矸石，替代人工8名，每年为矿山节约成本约48万元。这是流变机器人从实验室“书架”走向工业“货架”的标志性一步。
李振坤研发的煤矸石分选机器人
他们与企业合作开发的多套专用工业机器人等智能装备，在核电、煤炭等领域的应用取得显著成效。近5年，团队承担20余项横纵向科研课题，获20余项国家发明专利，推动磁控智能材料在航空航天、生物医药、康复医疗等方向落地。
“创客北京2024”创新创业大赛，5791个项目同台竞技，李振坤团队的“全球4D打印与流变机器人”拿下创客组特等奖。中国发明协会发明创业奖一等奖、全国发明展览会金奖、全国科学实验展演大赛一等奖……20余项国家级、省部级奖励，记录着这位青年科学家的“闯关”速度。
04
把实验室搬进科技馆
“科学普及不是科技创新的附加题，二者相辅相成。”
2025年9月，首个全国科普月主场活动在中国科技馆开幕，一台“磁控4D打印展教装置”成了最热闹的展项之一——这是国内首台4D打印展教装置，也是中国科技馆联合高校与企业推出的“首台（套）”科普展品。
李振坤在做科普宣讲
孩子们亲眼看到，打印出来的平面材料在磁场控制下慢慢站起来、变成立体结构，从静态“零件”变成动态“机器人”。这台装置被央视《新闻联播》报道，入选“典赞·科普中国”百佳科普案例。
“我们和科技馆一起提出一个理念：把实验室原位搬到科技馆，让孩子当场体验研究过程。”李振坤说。
这位“科普点灯人”的日程表里，还有一串更长远的数字：三年间，他带着Rheobot前沿科学教育志愿服务队走访全国百余所中小学，培养40余名兼职讲师，打造国内首个《4D打印与软体机器人》科学课程。深入全国50余所中小学，举办公益科普活动百余场，10万余人次大中小学生在科普活动中触摸科技。他指导的“软体机器人俱乐部”累计培养学生150余人，斩获全国挑战杯银奖等50余项奖项。原创科普内容，全网传播量过亿。
从一只“变形虫”出发，到一条崭新的赛道——这位海淀青年的故事，才刚刚打印到第一层。
当变形被写进每一个体素，青年与时代也在彼此塑造、共同生长。所谓海淀青年的样子，大概就是这般：心里装得下最前沿的想象，手上做得了最踏实的功夫，眼里看得见最普通的人。
