“能屈能伸” 的軟體機(jī)器人

你見(jiàn)過(guò)會(huì)“變身”的機(jī)器人嗎？不同于印象中傻大笨粗的金屬疙瘩，它們像章魚(yú)的觸手般柔軟靈活，能鉆進(jìn)狹小的縫隙救人，還像果凍一樣柔軟Q彈任意變形。現(xiàn)在，科學(xué)家們正在用一種“會(huì)思考”的神奇材料，把這些曾經(jīng)出現(xiàn)在科幻電影里的酷炫想象逐一變成現(xiàn)實(shí)一一歡迎你來(lái)到“能屈能伸”的軟體機(jī)器人的世界！

機(jī)器人“軟萌”的秘密

和由金屬制作的剛性機(jī)器人不同，軟體機(jī)器人的“身體”由特別的軟材料制成，它們擁有讓機(jī)器人做出各種動(dòng)作的超能力。這些神奇的智能材料包括哪些呢？

像果凍一樣的水凝膠：果凍變成機(jī)器人是什么模樣？水凝膠就可以做到。這種材料看起來(lái)像果凍，柔軟且晶瑩剔透，帶有密密麻麻的“小網(wǎng)”，里面裝滿水。水和“小網(wǎng)”手拉手，讓材質(zhì)具有彈性，拉能變長(zhǎng)，擠壓能變回原樣。該材料的研發(fā)是從海洋生物獲得的靈感，科學(xué)家看到章魚(yú)能靈活地穿過(guò)珊瑚縫隙捕魚(yú)、水母能在海浪里輕盈游動(dòng)，它們?nèi)彳浀纳眢w在復(fù)雜環(huán)境中行動(dòng)自如。于是，科學(xué)家模仿它們，用水凝膠做出了會(huì)游泳的機(jī)器人。

擁有“記憶魔法”的形狀記憶材料：這種材料中最有名的是鎳鈦合金，給它加熱時(shí)，里面的原子就像聽(tīng)到指令的士兵，迅速調(diào)整站位，讓材料從彎曲變筆直。形狀記憶聚合物更厲害，溫度、光照甚至濕度變化都能成為它變形的“開(kāi)關(guān)”，在冬天把它揉成一團(tuán)放到口袋里悟熱，它就能變回原形?？茖W(xué)家用這種材料做出了能鉆進(jìn)廢墟的小型機(jī)器人，它能鉆進(jìn)磚塊縫隙，用自帶的攝像頭和探測(cè)器尋找幸存者。

“提線木偶”般的磁控流

變記憶材料：大家一定玩過(guò)磁鐵吸小鐵球吧？科學(xué)家用磁控流變記憶材料做成機(jī)器人，用磁鐵進(jìn)行指揮，機(jī)器人就像被無(wú)形的手控制著一樣，能在復(fù)雜管道里“翻跟頭”、能像變形蟲(chóng)一樣包裹小零件并送到指定位置。未來(lái)這種機(jī)器人或能鉆進(jìn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)里檢查零件、幫醫(yī)生在血管里“抓”住病變細(xì)胞。

團(tuán)隊(duì)發(fā)明的水凝膠水下機(jī)器人

知識(shí)鏈接

北京交通大學(xué)Rheobot實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了能像液體般流動(dòng)的神奇材料，其中有聽(tīng)磁鐵話的“小磁粉”。每當(dāng)磁鐵靠近，“小磁粉”立刻手拉手組成“腳手架”，材料瞬間變硬；磁鐵離開(kāi)后，“腳手架”仍能記住剛才的形狀，就像被定格了一樣。

百變應(yīng)用，解鎖生活無(wú)限可能

神奇材料制成的軟體機(jī)器人已悄悄走進(jìn)我們的生活，在很多場(chǎng)景下成為超級(jí)“小助手”。

溫柔又精準(zhǔn)的醫(yī)療小衛(wèi)士：金屬手術(shù)刀在血管里“跳舞”很危險(xiǎn)，但軟體機(jī)器人不會(huì)劃傷脆弱的組織，還能通過(guò)口腔、血管等“秘密通道”鉆進(jìn)人體。例如，軟體機(jī)器人能抓住腸道里的腫瘤，輔助微型激光把它切除，不傷害周?chē)慕】导?xì)胞。在康復(fù)治療中，軟體機(jī)器人更是貼心的“私人教練”，能變成護(hù)腕、護(hù)膝，根據(jù)患者恢復(fù)情況，幫助肌肉拉伸關(guān)節(jié)活動(dòng)。

無(wú)畏的救援小英雄：當(dāng)?shù)卣稹⒒馂?zāi)發(fā)生，廢墟里的縫隙小且危險(xiǎn)，人無(wú)法進(jìn)去，軟體機(jī)器人卻能大展身手。它像蚯蚓一樣扭動(dòng)著身體鉆進(jìn)倒塌的房屋尋找被困的人，用傳感器檢測(cè)生命跡象。在核泄漏、深海等人類(lèi)難以到達(dá)的地方，它都無(wú)所畏懼，可以代替人類(lèi)冒險(xiǎn)。

高效的工業(yè)小能手：工廠里的傳統(tǒng)機(jī)械臂又大又笨重，它們抓玻璃、芯片等脆弱零件時(shí)容易“闖禍”。軟體機(jī)器人的“手”像棉花糖般柔軟，輕輕一握，就能穩(wěn)穩(wěn)地拿起精密零件，還能根據(jù)不同的生產(chǎn)任務(wù)和產(chǎn)品需求調(diào)整自身的形狀和動(dòng)作，加速了生產(chǎn)速度，降低了生產(chǎn)成本。

軟體機(jī)器人的研究從未止步，科學(xué)家不斷探索新材料和技術(shù)，讓它們擁有新“魔法”。

魔法一：會(huì)“消失”?？茖W(xué)家用明膠、生物塑料等能被大自然分解的材料做出了可降解的軟體機(jī)器人，在手術(shù)中完成幫忙任務(wù)后，把它放到土壤里幾個(gè)月，它就會(huì)變成肥料，不會(huì)污染環(huán)境。

魔法二：能液化。韓國(guó)科學(xué)家最近研發(fā)了“液體機(jī)器人”，打破了傳統(tǒng)機(jī)器人在模擬活細(xì)胞靈活性和功能方面的局限性，它既擁有液體卓越的變形能力，又具備固體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，功能令人驚嘆。它可以像《終結(jié)者2》中的T-1000機(jī)器人一樣穿過(guò)金屬障礙、在水面及地面上自由移動(dòng)，還能與其他液體機(jī)器人融合。

魔法三：會(huì)“舉一反三”。哈工大科學(xué)家把一種叫MXene的材料和納米纖維“揉”在了一起，開(kāi)發(fā)出能“思考”的軟體機(jī)器人。它不僅能根據(jù)光線變化改變形狀，還能自己規(guī)劃路線。

在各種神奇材料的支持下，軟體機(jī)器人正以前所未有的速度蓬勃發(fā)展，每一次突破都帶來(lái)了新的功能和應(yīng)用場(chǎng)景。在醫(yī)療、救援工業(yè)制造等眾多領(lǐng)域，軟體機(jī)器人已經(jīng)初露鋒芒，為解決實(shí)際問(wèn)題提供了創(chuàng)新解決方案。隨著科技的不斷進(jìn)步，未來(lái)的軟體機(jī)器人會(huì)更智能、更靈活，能完成更多復(fù)雜任務(wù)，成為我們生活中不可或缺的一部分，協(xié)助我們探索未知的世界。