人类手腕绕前臂轴向两个方向旋转的能力对于许多日常活动至关重要。这种旋转限制在大约[-90°, 90°]的范围内，限制了手腕执行复杂操作任务的能力。例如，当我们用钥匙打开或锁上门时，我们的手腕会进行大幅度的旋转运动。我们拧的时候，手腕需要扭转180°几次。但由于旋转角度有限，手需要多次离开钥匙或螺丝刀才能完成整个工作过程。为了在单个致动器中实现大旋转比，浙江大学的研究团队基于Kresling折纸单元推出了一种具有双向扭转能力的腕式磁气混合驱动软致动器。

该团队于 2024 年 3 月 28 日在《Cyborg and Bionic Systems》上发表了他们的研究结果。

为了全面了解和预测该执行器的行为，研究人员开发了运动学和准静态力学分析模型。这些模型有助于详细检查执行器的机械性能。

为了实现双向弯曲，研究人员通过在每个平行四边形中添加折痕来重新设计 Kresling 折痕图案。克雷斯林图案的平板由聚氯乙烯制成，内腔密闭，顶板上放置有磁铁。通过软执行器的设计，可以通过磁气混合驱动方式实现双向扭转。该驱动方法经过实验验证，证明了驱动器保持三个稳态的能力及其双向扭转变形的能力。

首先，将顶板平面内的外部磁场施加到致动器，从而产生面内扭矩。然后，将致动器的内腔抽真空。真空压力和扭矩的共同作用直至完全折叠。当调节磁场和内部压力时，执行器可以返回到初始配置或转向相反的方向。

为了验证软驱动器的准静态特性，研究人员进行了一系列实验，包括压缩实验、驱动实验和疲劳特性实验。

该执行器的独特设计使其仅使用单个模块即可通过双向扭转运动实现大旋转角度。对致动器设计的进一步探索表明，通过增加截面多边形的边数(n)，可以开发出能够实现更大旋转角度的致动器。六面(n=6)的执行器可实现 239.5° 的旋转角度，其旋转比超过 277°，大约是其他文献报道的最大旋转比的两倍。

与人类手腕相比，创建具有卓越扭转运动能力的执行器将在软机器人的各种复杂操作任务中具有广阔的应用前景。软体执行器的双向扭转运动将增强软体机器人的灵活性和可操作性。