自主材料将使未来的机器人能够改变颜色和形状

根据今天发表在《科学》杂志上的一篇评论，新型机器人可能具有令人兴奋的新形态和新应用，机器的每个组件都能够自行反应和行动。

构成机器人的材料本身正变得更加自主：无需任何外部计算机电源即可感知、计算并对周围环境做出反应。这意味着，不再需要将材料中的传感器通过电线连接到单独的计算机，所有这些功能都将内置在材料本身中。科罗拉多大学博尔德分校计算机科学助理教授、这项研究的作者之一尼古拉斯·科雷尔 (Nikolaus Correll) 说，这个想法是，每种材料都有数百万个部件，它们根据局部刺激计算自己的动作。然后这些部件相互通信，从而使整个系统具有凝聚力。

Correll 表示，小型传感器和 Arduino 控制器等当时最前沿的材料现在很容易找到。“工具的可用性促进了人们的参与——普通人可以购买有趣的聚合物并使用激光切割机，而以前他们不可能如此轻松地做到这一点。” Correll 亲眼目睹了这一点；他的一年级工程专业学生想出了一些真正有灵感的创作，从可以变色的手机壳到不用时可以折叠起来的滑板。“如果他们能做到这一点，也许博士生可以做以前更不可能完成的更具挑战性的项目，”他说。

举个例子，一个可以加热热食和冷却冷食的桌面。“所有这些小细胞都会做出决定，激活加热或冷却。让它们互相交流，实现你感兴趣的特定模式，”科雷尔说。这篇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、根据风向改变形状的飞机机翼、像乌贼一样伪装的车辆或制服，或者有触觉的假肢。

目前，制造这些物品是可能的，但成本非常高，因为它们不是大规模生产的。不过，这种情况很快就会改变；新材料往往是为了人们认为有价值的特定目的而创造的。资金流入研发过程。然后，一旦这种材料变得更加普遍，它就可以用于其他用途。例如，碳纤维也发生了同样的事情；英国研究人员利用它的物理强度制造飞机，但这种材料随后被用于从网球拍到手机壳等各种产品。

科雷尔表示，为了推动该领域的发展，学生们需要在学术生涯早期（作为工程专业一年级学生）就开始思考整个系统，以便能够将机器人技术和材料科学这两个传统上各自独立发展的领域融合在一起。他本人计划在未来几年研究假肢的敏感皮肤，但他可以预见机器人材料领域将向各个方向发展，应用范围非常广泛。他说：“与以前人们解决这些问题的方法相比，现在有更优雅的解决方案，而这些解决方案来自实践和更多的讨论。”