物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的方法，可以給軟體機(jī)器人涂上一層材料，讓它們以更有目的性的方式移動和工作。這項研究由英國巴斯大學(xué)（University of Bath）領(lǐng)導(dǎo)，已于近期發(fā)表在了《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

研究報告的作者認(rèn)為，他們使用活性物質(zhì)進(jìn)行的突破性建模，可能標(biāo)志著機(jī)器人設(shè)計的一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)。隨著這一概念的進(jìn)一步發(fā)展，確定柔軟固體的形狀、運(yùn)動和行為可能不是通過其自然彈性，而是通過其表面控制活動。

普通軟性材料的表面總是收縮成球體。比如，水珠的出現(xiàn)是因為液體和其他軟性物質(zhì)的表面會自然收縮到盡可能小的表面積——即球體。但活性物質(zhì)可以設(shè)計成能夠?qū)惯@一趨勢。一個例子是包裹在一層納米機(jī)器人中的橡皮球，通過編程，這些機(jī)器人可以協(xié)同工作，把這個球變?yōu)橐粋€預(yù)先確定的新形狀。

人們希望，活性物質(zhì)將帶來能自下而上運(yùn)轉(zhuǎn)的新一代機(jī)器。這些新機(jī)器不是由中央控制器來控制，而是由許多活性單位制成，這些單位會相互合作，以決定機(jī)器的運(yùn)動和功能。這類似于人體生物組織的運(yùn)轉(zhuǎn)，如心肌中的纖維。

利用這個想法，科學(xué)家們可以設(shè)計出柔軟的機(jī)器，其手臂由柔性材料制成，并由嵌入其表面的機(jī)器人提供動力。研究第一作者Jack Binysh博士說，“活性物質(zhì)使我們以一種新的眼光看待熟悉的自然規(guī)則?！?/p>

論文的通訊作者Anton Souslov博士補(bǔ)充道，“這項研究是對這個概念的重要證明，有很多有用的啟示。例如，未來的技術(shù)可能會生產(chǎn)出柔軟得多的機(jī)器人，它們能更好地拾起和操縱精致的材料?！?/p>

在這項研究中，研究人員開發(fā)了理論和模擬以描述一個三維軟體，據(jù)悉，這個軟體表面經(jīng)歷了主動應(yīng)力。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，這些活性應(yīng)力擴(kuò)大了材料的表面并把下面的固體也拉了過來，另外還引起了整體形狀的變化。研究人員發(fā)現(xiàn)，固體所采用的精確形狀可以通過改變材料的彈性特性來定制。

接下來，研究人員將應(yīng)用這一一般原理來設(shè)計特定的機(jī)器人如軟臂或自游泳的材料，實際上他們已經(jīng)開始這么做了。此外，他們還將開始研究材料的群體行為，如當(dāng)你擁有許多活性固體并讓它們擠在一起時會發(fā)生什么。