无需芯片与电池，仅凭一束激光就能让机器人理解并执行任务指令——这种看似科幻的场景已成为现实。南京大学科研团队在光学领域顶级期刊《Light: Science & Applications》发表突破性成果，通过液晶全息术为软体机器人构建了光学“大脑”，开创了非电子化信息交互的新范式。
研究团队开发的智能系统将信息存储与任务执行功能集成于特制薄膜中。当激光照射时，薄膜表面会投射出预设的全息图案，操作人员通过观察图案即可直接控制机器人行为。实验中展示的智能抓手可精准抓取不同形状物体，四足行走机器人则能在全息指令引导下自主穿越迷宫，验证了该技术的实用性。
该系统的核心在于双层驱动结构的设计。研究人员选用液晶聚合物作为基础材料，利用激光在其内部刻录全息微结构，使材料具备光响应特性；同时引入从蚕茧中提取的丝素蛋白，这种天然材料不仅可通过湿度变化实现形状固定，还能掺杂发光纳米颗粒形成荧光编码系统。两种材料复合后，单个驱动器即可通过光照或加湿产生两种不同动作模式。
在智能抓手的实验中，四条机械臂均采用双层结构设计。初始状态下，经高湿度处理的抓手保持闭合；当激光照射时，液晶层受热使手臂展开；移除光源后手臂冷却闭合完成抓取。通过在底座嵌入全息图案环，不同形状的投影对应特定抓取目标，操作人员无需编程即可通过图案提示完成任务。这种设计将信息存储与任务指引功能直接集成于机器人本体，实现了真正的“傻瓜式”操作。
行走机器人的迷宫穿越实验则展示了更复杂的信息加密机制。四足机器人的中央圆盘刻录有方向指令全息图，表面覆盖的花瓣状盖子采用双层结构并掺杂四种荧光颗粒。操作时需先通过湿度触发开盖，再利用近红外激光激发花瓣荧光，只有按特定顺序读取蓝、绿、黄、红四种颜色形成的256种组合密钥，才能获取有效移动指令。实验中机器人通过四次方向调整成功走出迷宫，验证了四层加密系统的可靠性。
该技术最显著的优势在于极低的硬件成本与操作门槛。系统仅需相干光源即可工作，普通激光笔（价格几十至数百元）即可投射清晰全息图案，完全摆脱了对昂贵激光器与复杂电子设备的依赖。研究团队特别指出，488纳米可见光与980纳米近红外激光均可穿透人体组织，这为微型机器人在医疗领域的应用开辟了可能性，未来或可实现体内微创手术的精准操控。
在极端环境探索方面，小型软体机器人可深入传统硬件设备难以抵达的黑暗洞穴或深海区域。军事领域则看中其多层加密特性，即使指令被截获也难以破解。研究团队正在推进两项技术转化：一是开发更微小的体内机器人，二是构建大型自动化交互系统，同时与汽车行业探讨柔性材料的应用潜力。
这项突破本质上是将信息处理能力从外部计算机转移至机器人本体。通过液晶全息术构建的光学交互系统，使机器人具备自主“阅读”指令的能力，这种非电子化信息处理方式在无电或不便用电场景中具有独特优势。随着液晶全息技术向高分辨率、实时动态方向演进，全光学智能软体机器人的发展路径正逐渐清晰。
