这些变形机器人可以成为太空中的优质家具

如果机器人一会儿是桌子，一会儿又变身为沙发，那会是怎样一番景象？几十年来，机器人专家一直在追逐可重构设备的想法，但现在一个项目发现，这种多功能机器在宇航员工具和空间有限的太空中建造也非常有用。

麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室 (CSAIL) 的科学家利用电磁原理，制造出了可以组装成复杂形状的立方体机器人。一篇将在 2022 年国际机器人与自动化会议上发表的论文描述了这些机器人空间块。

研究团队表示，这些名为 ElectroVoxels 的可变形无线原型虽然体积小，但在太空探索方面却有着相当大的应用前景。麻省理工学院博士生、这项研究的主要作者马丁·尼瑟 (Martin Nisser) 表示，ElectroVoxels 的设计灵感部分来自电影《超能陆战队》中的模块化机器人。这些较小的模块可以组合在一起，构建出多种功能各异的结构，而不是一个用途单一的机器人。

由于机器人非常小，该项目在太空中的应用范围比在地球上更为广泛。

“很多人认为在太空中建造东西比在地球上更具挑战性，因为发射的东西受到各种限制，”尼瑟说。“你想送入轨道的所有东西都必须装在火箭整流罩内，质量和体积确实受到限制。”

例如，国际空间站的空间非常狭窄，甚至宇航员的家具也必须紧凑且朝向最佳，就像玩俄罗斯方块游戏一样。

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尽管在轨道上建造物体可能比它本身更麻烦（而且更昂贵），但为了进一步探索太空，人们一直在大力推动缩小技术尺寸。在一定程度上，受 21 世纪初立方体卫星的出现推动，当今的小型化趋势可能有助于为宇航员提供更多的机动空间，但也可能降低火箭有效载荷的成本。

“用火箭将物体送入太空的成本非常高，”卡内基梅隆大学机器人研究所助理教授扎卡里·曼彻斯特 (Zachary Manchester) 表示，他没有参与这项研究。 (据 NASA 称，将一磅有效载荷送入轨道的成本约为 10,000 美元。) “如果你能将物体缩小，并将更多物体装入火箭，那么发射所有物体的成本就会降低。”

ElectroVoxels 提供了一种廉价且易于构建的解决方案：3D 打印框架的电磁衬里使立方体能够无缝地吸引、排斥甚至自行关闭。制作一个立方体需要一个多小时，成本仅为 60 美分。

每个方块内部的 3D 印刷电路板和电子元件共同作用，发送电流来控制其运动，就像《变形金刚》系列中的汽车人移动较小的部件以形成更大的新形状一样。但为了让这些方块动起来，尼瑟和他的团队必须设计软件，让用户可以操纵它们变成他们认为合适的任何形状。该模拟允许用户一次控制多达一千个 ElectroVoxels，或者从一系列预定义的运动中进行选择以创建重新配置。

曼彻斯特表示，该项目的方法不同于许多依赖自主网络或多智能体机器人系统的类似想法，在这些系统中，大型网络中的每个机器人都是独立的智能体。但由于这些 ElectroVoxels 不是由人工智能驱动的，因此用户可以更自由地创建超出计算机可能完成的形状。

曼彻斯特解释道：“整体大于部分之和，你可以用许多小型航天器或小型机器人系统共同完成很酷的事情。”

曼彻斯特指出，这种立方体也有缺点。在零重力环境之外，立方体无法工作。曼彻斯特表示，尽管 ElectroVoxels 已经在抛物线飞行中进行了测试，这种飞行可以模拟微重力，但它们很难聚集足够的力量在地球上移动。

Nisser 和团队最终希望这些立方体足够坚固，能够抵抗地球引力。这将使这些机器人能够缓解太空中狭小的生活条件，并允许人类在地面上建立大规模、可重构的行动。

尼瑟说：“我对这项技术的长期前景感到非常兴奋，我希望能将它部署在地球上。”