在深圳創(chuàng)新發(fā)展研究院舉辦的“科技創(chuàng)新院士報告廳”活動中，中國科學(xué)院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)未來技術(shù)學(xué)院院長冷勁松以“具身智能：智能材料與人工智能”為主題，深入探討了智能材料的發(fā)展前景及其與人工智能的融合路徑。他指出，材料科學(xué)的每一次重大突破都推動著社會生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展，而隨著人工智能時代的到來，智能材料有望成為引領(lǐng)新一輪科技革命的關(guān)鍵力量。

冷勁松介紹，智能材料的概念最早由日本科學(xué)家于1989年提出，指的是能夠感知環(huán)境變化、作出判斷并執(zhí)行指令的新型材料。他以人體為例，指出人類自身就是一個極致的智能材料系統(tǒng)：皮膚神經(jīng)作為傳感器，肌肉組織作為驅(qū)動器，骨骼作為支撐結(jié)構(gòu)，甚至具備自我修復(fù)能力。這種類比生動地揭示了智能材料的核心特征——主動變化能力。冷勁松強(qiáng)調(diào)，區(qū)分傳統(tǒng)材料與智能材料的關(guān)鍵在于“能否主動變化”，即材料能否隨外界刺激改變形狀、軟硬、顏色或功能。

與傳統(tǒng)材料的“靜態(tài)”特性不同，智能材料具有“動態(tài)”能力，主要包括形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料、電致活性聚合物及其復(fù)合材料、形狀記憶合金、壓電材料及電/磁流變材料等。這些材料具備感知、驅(qū)動與信息處理一體化的特征，無需傳統(tǒng)機(jī)械或電機(jī)結(jié)構(gòu)，僅通過電、磁、光、熱、溶液pH值等外界條件即可觸發(fā)響應(yīng)。冷勁松系統(tǒng)梳理了二十余類智能材料及其應(yīng)用場景，例如壓電材料用于振動控制和精密驅(qū)動，形狀記憶合金用于心血管支架，磁致伸縮材料用于超聲換能器，電流變/磁流變材料用于汽車自適應(yīng)減震器等。

智能材料的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，涵蓋航天航空、生物醫(yī)療、智能制造、能源電力、建筑家居等多個行業(yè)。例如，介電彈性體通電后可發(fā)生大形變，用于軟體機(jī)器人仿真運動；光致變色材料應(yīng)用于波音787舷窗和變色眼鏡；自修復(fù)材料可用于汽車保險杠；柔性太陽能電池帆板為低軌衛(wèi)星提供能源；4D打印結(jié)構(gòu)能隨時間或環(huán)境改變形態(tài)與功能；人工肌肉材料則用于仿生機(jī)器人面部表情控制。這些創(chuàng)新不僅提升了技術(shù)性能，還為相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來了顛覆性變革。

人工智能技術(shù)的融入，為智能材料的發(fā)展注入了新動力。冷勁松介紹，中國首次提出了“智慧材料”的概念，即通過人工智能訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，使智能材料具備“類生命”自主決策與響應(yīng)能力。智慧材料能夠感知外部環(huán)境并提取有效信息，通過深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行理解和判斷，從而自主作出決策和行動。這種“智能材料+人工智能+類生命特性”的高度集成，使材料不僅具備感知、響應(yīng)、變形和修復(fù)能力，還擁有自決策、自適應(yīng)甚至自生長特性。

冷勁松展示了智慧材料的多個前沿應(yīng)用案例，例如通過肌電信號控制智能材料假肢完成抓握動作，利用眼球運動電信號驅(qū)動可變焦距透鏡，結(jié)合腦機(jī)接口以“意念”操控材料執(zhí)行喝咖啡等復(fù)雜任務(wù)。這些系統(tǒng)正逐步模糊生物與非生物的界限，向著具有環(huán)境意識、自主響應(yīng)能力的“類生命材料”演進(jìn)。他指出，當(dāng)前的具身智能系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)感知、決策與控制，但執(zhí)行仍依賴傳統(tǒng)電機(jī)與機(jī)械結(jié)構(gòu)。若將執(zhí)行層替換為智能材料，實現(xiàn)“機(jī)體智能”，則有望真正走向“身智融合”。

基于智慧材料的智慧結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)，將賦予高端裝備“環(huán)境感知、自主決策、自主執(zhí)行任務(wù)”三位一體的能力，推動航天航空、生物醫(yī)療和機(jī)器人等領(lǐng)域邁入智慧化新時代。據(jù)國際機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2030年，全球智能材料市場規(guī)模最高有望達(dá)到2500億美元。冷勁松認(rèn)為，隨著AI、腦科學(xué)、生物技術(shù)的交叉融合，智慧材料將深刻重塑多個產(chǎn)業(yè)面貌。

在醫(yī)療領(lǐng)域，智慧材料可應(yīng)用于可降解個性化支架、靶向藥物輸送系統(tǒng)、組織再生支架等，實現(xiàn)更精準(zhǔn)、更人性化的治療；在能源領(lǐng)域，柔性光伏發(fā)電裝置、海浪發(fā)電材料、智能電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)將助力綠色能源轉(zhuǎn)型；在日常生活中，自適應(yīng)家居、智能穿戴、個性化玩具、食品加工等新形態(tài)產(chǎn)品將大幅提升生活品質(zhì)與趣味性；在安全防護(hù)方面，洪水應(yīng)急屏障、變形救援設(shè)備、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)可為城市與民眾提供更強(qiáng)保障。

盡管中國在基礎(chǔ)研究與部分尖端領(lǐng)域（如航天柔性電池板）已取得國際領(lǐng)先地位，但在消費品轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)上仍與發(fā)達(dá)國家存在差距。冷勁松強(qiáng)調(diào)，材料發(fā)展需要與終端應(yīng)用緊密結(jié)合，呼吁更多跨學(xué)科合作，聯(lián)動企業(yè)加快產(chǎn)品化步伐。他引用古希臘哲學(xué)家赫拉克利特的名言——“世界上唯一不變的是變化本身”，來表達(dá)對智慧材料的贊美。在他看來，材料如果能變化、適應(yīng)環(huán)境，變成所需的顏色、形狀、軟硬、大小和功能，必然比靜態(tài)材料更具優(yōu)勢，這正是智能乃至智慧材料的本質(zhì)魅力。