与传统的可自运转的设计不同，Electriflow 的设计并不需要任何电动发动机或其他传统机器部件来实现。

实际上，研究团队的灵感来源于一种名为 “人造肌肉” 的电液压控制技术，这是一种被称为液压放大自愈静电（hydraulically amplified self-healing electrostatic，HASEL）执行器的技术。

与由刚性金属制成的传统机器人部件不同，HASEL 执行器从流体中获得动力。打个比方，该执行器可以依靠静电力使密封塑料袋中的硅油流动起来，硅油在其中作为电介质流体，就像人们挤压番茄酱包一侧时，其形状也会相应产生变化。

“这些执行器的用途非常广泛，它们其实就是一个个小袋子，通过改变袋子的形状，其上的图案就能‘活动起来’、完成各种不同类型的运动。” 论文作者之一 Acome 解释道。

实际上，科学家们此前已经尝试过使用这种设计模仿自然界，例如通过改变形状模仿各种生物（比如河豚或捕蝇草）从而吓跑捕食者或者捕获猎物。但正如 Purnendu 所说：“尽管对于某些动物来说，变换身体形状是进行交流和维持生存的重要方式之一，但目前的技术仍存在速度慢、噪音大、体积大等局限性。从这个角度来看，我们是在尝试利用计算机技术开发类似的形状变换功能。”

于是，Electriflow 应运而生。在没有外部流体供应源的情况下在静电激活时即时产生液压，从而实现简单紧凑的独立设计。而且通过使用软体材料，制成的产品触感柔软，效果也更加逼真。

如何实现不同的动作？

不过，要想利用上述电液压机制完成静态物体的移动，是先需要根据不同的移动需求，制作出相应的致动器。为此，研究团队专门制作了三种致动器，分别被称为 “铰链形（Hinge-Bending）”、“月牙形（Crescent）” 和 “弦月形（Quarter-moon）” 致动器。

其中，铰链形致动器主要由四部分组成：不可拉伸软袋（紫色）、刚性应变限制层（深灰色）、可膨胀区域（蓝色）以及电极。当输入液压时，静电力驱动电极以拉链运动的方式逐渐相互靠近，这种拉链运动将电介质流体移动到可膨胀区域中。于是，随着外加电压的增加，物体特定部位出现折角，直到静电力和恢复液压之间达到平衡。

月牙形致动器和弦月形致动器工作原理类似，不过与铰链形不同，这两种致动器产生的不是突变的折痕状变化，而是平滑的曲线状移动，以应用于其他需要弧形运动的情况。其中，月牙形致动器可产生的较大弯曲角约为 60°，而弦月形致动器可产生约 40° 的弯曲，由此满足于不同的弯曲和移动需求。

扇动翅膀，翩翩起舞

致动器做好了，如何验证其效果呢？

研究团队先想到的是模拟蝴蝶：“通常，关于蝴蝶的书都是静态的，那么能不能让书中的蝴蝶‘活过来’并扇动翅膀呢？”

实验结果证明，这完全是可能的 —— 实验中，研究团队将弦月形致动器嵌入纸蝴蝶中，并开始增加电液压，出人意料的是，这款 Electriflow 蝴蝶不仅完全可以自行扇动翅膀，而且速度很快，能够以大约每秒 25 次的较高速度扇动翅膀，这比大多数真实的蝴蝶都要快，甚至可媲美于一些速度更快的飞蛾。