物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新方法，可以給軟體機(jī)器人覆蓋一些材料，使它們能以更有目的性的方式移動和運轉(zhuǎn)。由英國巴斯大學(xué)主導(dǎo)的這項研究日前發(fā)表在美國《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。

普通軟性材料的表面總會縮成一個球體。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)器的運動和功能。這類似于人體生物組織的運轉(zhuǎn)，如心肌中的纖維。

通過在納米粒子表面覆蓋響應(yīng)型活性材料，還可以按需定制藥物膠囊的大小和形狀。這可能對藥物與人體細(xì)胞相互作用的方式產(chǎn)生巨大影響。

研究報告的通訊作者安東·蘇斯洛夫博士說：“這項研究具有許多實用意義。例如，未來的技術(shù)可能制造出更軟、能夠更好地操作精密材料的軟體機(jī)器人。”

在這項研究中，研究人員提出了理論并進(jìn)行了模擬，描述了一種表面受到主動壓力的3D軟固體。他們發(fā)現(xiàn)，這些主動壓力擴(kuò)大了材料表面，同時拉動了下面的固體，從而導(dǎo)致了整體形狀改變。固體呈現(xiàn)的精確形狀可以通過改變這種材料的彈性性能來調(diào)整。

在下一階段，研究人員將把這項一般原則應(yīng)用于設(shè)計特定機(jī)器人，比如軟體機(jī)械臂。