

根据今天发表在《科学》杂志上的一篇评论,新机器人可能采用令人兴奋的新形态和应用,因为机器的每个组件都能自主地做出反应和行动。
构成机器人的材料本身也正变得越来越自主:它们能够感知、计算并对周围环境做出反应,而无需任何外部计算机支持。这意味着,传感器将不再通过电线连接到单独的计算机,而是所有这些功能都将集成在材料本身中。科罗拉多大学博尔德分校计算机科学系助理教授、该研究的作者之一Nikolaus Correll表示,其理念是,每种材料都包含数百万个部件,这些部件会根据局部刺激自主计算其行为。然后,这些部件会相互通信,从而使整个系统能够协同工作。
Correll说,像小型传感器和Arduino控制器这样的材料,虽然曾是尖端技术,但现在已经很容易获得。“工具的可用性激发了参与——普通人可以购买有趣的聚合物并使用激光切割机,而以前这并没有那么容易。” Correll亲身经历了这一点;他的大一工程专业学生已经创作出一些真正富有创意的作品,从可以改变颜色的手机壳,到不用时可以折叠的滑板。“如果他们能做到这一点,也许博士生可以完成更具挑战性、以前甚至更不可能实现的项目,”他说。
以一个能够加热热食和冷却冷食的桌面为例。Correll说:“所有这些小单元格都会做出决定,然后激活加热或冷却。让它们相互通信,然后实现您感兴趣的特定模式。”该论文还概述了一些听起来更像科幻小说而非现实的应用:印在杂志背面的电子游戏、根据风况改变形状的飞机机翼、能够像墨鱼一样伪装的车辆或制服,或者具有触觉的假肢。
目前,制造这些物体是可能的,但成本非常高,因为它们没有大规模生产。不过,这种情况很快就会改变;新材料通常是为了满足人们认为有价值的特定目的而创建的。资金流入研发过程。然后,一旦材料的制造变得更加普遍,它就可以被用于其他用途。例如,碳纤维也是如此;英国研究人员利用其物理强度制造飞机,但随后该材料被用于各种产品,从网球拍到手机壳。
Correll表示,为了让该领域取得进展,学生需要从学术生涯早期,也就是大一工程专业学生阶段,就开始考虑整个系统,以便能够融合历史上各自独立的机器人学和材料科学领域。他本人计划在未来几年专注于制造假肢的敏感皮肤,但他可以预见到机器人材料领域将在极其广泛的应用中向各个方向蓬勃发展。“存在比人们过去解决问题的方式更巧妙的解决方案,这源于制造和更多的交流,”他说。