通过自我截肢而存活的机器人

Josiah02

　　自我截肢似乎是一种极端的举动，但事实证明，这是一种对许多生物特别有用的生存策略。耶鲁大学的机器人专家从蜥蜴、螃蟹和其他动物身上获得了灵感，它们会毫不犹豫地抛弃自己身体的一部分，而这一切都是为了向前迈进。
　　在实验室外，机器人可能会面临许多潜在危险：可能是树枝掉落，也可能是在搜救任务中被卡在岩石下。在大多数情况下，机器人只能这样了。但 Rebecca Kramer-Bottiglio 教授的实验室开发了一项技术，允许机器人选择性地断开其肢体，并摆脱这些潜在陷阱。
　　相反，它可以让独立的机器人联合起来，完成它们自己无法完成的任务。这项研究的详细介绍刊登在《先进材料》杂志上。
　　该技术的关键是机器人专家在实验室中发明的一种材料，他们称之为双连续热塑性弹性体。他们使用的热塑性塑料在室温下是一种橡胶状固体，在约 284°F 时会融化成液体。它被注入由硅树脂制成的泡沫状结构中，当热塑性塑料融化成液体时，这种结构可以将热塑性塑料固定在原位。
　　怎么运行的
　　两块硅胶本体的外露表面各有一层双连续热塑性弹性体。泡沫经过加热，热塑性弹性体熔化成液体。硅胶基质像海绵一样容纳熔融材料，防止其流出。
　　两个部件接触后，熔融材料结合成连续的液体团块。然后材料冷却并凝固，将两个部件连接起来。断开连接时，需要加热接头，使材料熔化并变弱，从而使两个部件轻松分离。
　　“因此，如果机器人在野外正常行走，并进行正常操作，但它的一条腿出现了问题（例如，一块大石头掉在它身上），那么如果将整个机器人铸造成一个整体，通常整个机器人就会被卡住，”该研究的主要作者、博士生杨毕力格说道。
　　“但是因为我们有能力融化并削弱材料所在的关节，所以机器人的其余部分将能够走开，而不会被截肢。”
　　蜥蜴也使用类似的策略；如果攻击者抓住了它的尾巴，蜥蜴会自动松开肢体，快速逃向安全的地方。螃蟹会脱落减慢其速度的受伤肢体。但 Kramer-Bottiglio 实验室还指出，蚂蚁世界是灵感的来源。例如，许多蚂蚁可以连接起来形成一座桥，跨越森林地面的空隙，或者形成一个球形，漂浮在水面上。
　　杨指着实验室柜台上的两个小型机器人装置，以及一个太大的间隙，它们中的任何一个都无法单独安全穿过。
　　“如果每个机器人都试图跨越缝隙，那么它们就会掉下去，”他说。“但如果几个机器人一起行动，它们就能越过缝隙。你可以想象一下，在不同类型的搜救任务中，机器人将能够更好地应对这些情况。”
　　接下来，研究团队将把这项技术应用到实验室开发的许多其他软体机器人中。
　　“我们的材料不仅有助于机器人生存，还能实现动态形状变化，”Kramer-Bottiglio 说道。“机器人模块可以自行重新配置成不同的形态，以执行需要特定形状和行为的任务。”