文／陳根

眾所周知，軟體機器人具有剛體機器人無法代替的功能。

比如，如果想讓機器人做更多的事情，尤其是和環(huán)境或人類進行互動，馬達驅(qū)動工作時，控制好馬達以得到柔性的驅(qū)動及互動很難，因為馬達的功率一般都很大，剛體機器人在馬達的驅(qū)動下慣性將會非常大，接觸到外界就會發(fā)生強烈的沖擊，可能會造成不安全，而現(xiàn)在又不能做到那么低功率的柔性控制。

但是，軟體機器人卻能夠和環(huán)境、人直接交互。在與人類交互方面，軟體機器人本質(zhì)上比傳統(tǒng)的剛性機器人更安全，其柔韌性也是各種性能的加分項——比如在操縱物體時更靈巧，能進入狹小空間，能在崎嶇表面爬行。

當前，軟體機器人領(lǐng)域主要以活體生物為原型，利用軟體材料制作機器人，常使用硅橡膠這類聚合物，以及可高度變形的結(jié)構(gòu)，如編織線和織物?；诖耍F(xiàn)在，來自巴斯大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種給軟體機器人涂上材料的新方法。這種方法使它們能以一種更有目的的方式移動和運作。

具體來看，普通軟質(zhì)材料的表面總是會收縮成一個球體。想想水珠變成水滴的方式：水珠的發(fā)生是因為液體和其他軟性材料的表面自然收縮成最小的表面積－－即球體。但活性物質(zhì)可以被設(shè)計成跟這種趨勢相反。

比如，一個橡膠球被一層納米機器人包裹著，這些機器人被編程為統(tǒng)一工作，然后將球扭曲成一個新的、預(yù)先確定的形狀（如一個星星）。

研究人員希望，活性物質(zhì)將導(dǎo)致新一代的機器，其功能將自下而上。因此，這些新機器將由許多單獨的活性單元組成，它們合作決定機器的運動和功能，而不是由中央控制器控制。這就類似于我們?nèi)梭w自己的生物組織的工作原理，比如心肌中的纖維。

通過利用這一想法，科學(xué)家們可以設(shè)計出軟體機器，其手臂由柔性材料制成，并由嵌入其表面的機器人提供動力。他們還可以通過在納米顆粒的表面涂上反應(yīng)靈敏的活性材料來定制藥物輸送膠囊的大小和形狀。這反過來可以對藥物跟體內(nèi)細胞的相互作用產(chǎn)生巨大的影響。

當前，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。

研究人員認為，，他們對“活性物質(zhì)”的突破性建模可能標志著機器人設(shè)計的一個轉(zhuǎn)折點。隨著這一概念的進一步發(fā)展，帶著“活性材料”的軟體機器人或許還將帶給人們更多驚喜。

       原文標題 : 陳根：涂上活性材料，成就軟體機器人