受蜥蜴和螞蟻的啟發(fā)軟體機(jī)器人可以切斷并重新連接自己的腿

FABORATORY AT YALE

在人類不能做到的許多事情中（如果沒有一些較大的調(diào)整），首當(dāng)其沖就是根據(jù)需要改變我們自身的身體形態(tài)。談?wù)撟晕医刂惖氖虑槁犉饋碛悬c(diǎn)極端，但其他動物這樣做也并不罕見——例如，蜥蜴可以自斷尾巴以躲避捕食者。當(dāng)螞蟻在遇到無法單靠自己的力量足以克服的障礙時，它們會召喚同伴，然后協(xié)調(diào)工作完成任務(wù)，甚至用自己的身體搭建橋梁，允許其它螞蟻穿越相對較大的間隙。

在一篇新論文中，來自耶魯大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的機(jī)器人專家賦予了軟機(jī)器人自我分離和重新連接自身碎片的能力，并在必要時編輯其身體形態(tài)。看著有點(diǎn)怪異，但這讓我有點(diǎn)（作者，以下簡稱我）希望我也能這么做。

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這些是相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的軟體硅機(jī)器人，它們使用不對稱的剛性氣室進(jìn)行充氣和放氣（使用系留泵和閥門）以產(chǎn)生行走或爬行運(yùn)動。這里的新功能是接頭，它依靠一種稱為雙連續(xù)熱塑性泡沫（BTF，bicontinuous thermoplastic foam）的新材料來形成粘性聚合物的支撐結(jié)構(gòu)，該聚合物在室溫下是固體，但很容易熔化。

BTF的作用和海綿一樣，可以防止聚合物在熔化時到處流出，這意味著你可以通過熔化接頭將兩個BTF表面拉開，然后通過逆過程將它們再次粘在一起。該過程大約需要10分鐘，由此產(chǎn)生的關(guān)節(jié)非常堅固。在降解之前，它也適用于幾百個分離/重新連接循環(huán)。它甚至可以很好地承受污垢和水。

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這種事情以前已經(jīng)用機(jī)械連接和磁鐵以及其他類似的東西做過——畢竟，讓機(jī)器人連接到其他機(jī)器人并與其他機(jī)器人分離是模塊化機(jī)器人的基礎(chǔ)技術(shù)。但這些系統(tǒng)本質(zhì)上是剛性的，這對軟體機(jī)器人來說是不利的，因?yàn)檐涹w機(jī)器人的全部目的就是不具有剛性。當(dāng)然，這一切都是初步的，因?yàn)橛泻芏鄤傂缘臇|西附著在這些機(jī)器人上，比如管子、電線等等。而且這里也沒有自主性或有效載荷。然而，這不是重點(diǎn)——關(guān)鍵是關(guān)節(jié)，（正如研究人員所指出的那樣，）它是“完全軟的可逆關(guān)節(jié)的第一個實(shí)例”，導(dǎo)致“軟人工系統(tǒng)的潛力[可以]通過質(zhì)量加法和減法來改變形狀。

耶魯大學(xué)的 Bilige Yang、Amir Mohammadi Nasab、Stephanie J. Woodman、Eugene Thomas、Liana G. Tilton、Michael Levin和Rebecca Kramer-Bottiglio合著的文章“Self-Amputating and Interfusing Machines”于 5 月發(fā)表在Advanced Materials上。