這片塑料成精了：軟體機器人能跑能跳能游泳，模仿水母毛毛蟲
迷你機器人可以游走于人類周身血管和精密機械內(nèi)部，在這些人類難以觸及的特殊地點大顯身手。不過，這些地點復(fù)雜多變、障礙重重，非常考驗機器人的靈活性。
德國馬普智能系統(tǒng)研究所的一個團隊在1月24日的《自然》雜志上報告了一種毫米尺度的磁控軟體機器人，能改變自身形態(tài)，模擬毛毛蟲、尺蠖、水母等多種軟體動物的運動模式，堪稱鐵人三項選手。
從外面上看，庫卡機器人驅(qū)動器維修，該磁控軟體機器人像一片普通的黑色塑料，但在磁場控制下，這片塑料就能成精，像軟體動物一樣運動。它能在水下或水面游動、卷成圓圈滾動、跳過障礙物、在細管中爬行，靈活切換運動形式，勝任各種液體或固體地形。此外，機器人還能進行裝貨、運貨和卸貨操作。
由于機器人的運動純由磁場驅(qū)動，可以輕松而無傷地穿透生物組織和合成材料，有望應(yīng)用于微工程和健康醫(yī)療領(lǐng)域，如靶向藥物遞送或微創(chuàng)手術(shù)。
據(jù)論文介紹，這是一段長3.7毫米、寬1.5毫米、厚185微米的長方體機器人，主體材料為硅膠，內(nèi)嵌具有磁性的釹鐵硼微顆粒，顆粒平均直徑為5微米。機器人表面防水，可以被處理成生物相容材料。
機器人事先被設(shè)定成單波長諧波磁剖面，可以在隨時間變化的磁場控制下改變自身的形態(tài)，向不同的方向牽引，尤其產(chǎn)生不同的運動模式，具體視機器人面臨的場地而定。
比如，當(dāng)完全浸沒在水中時，機器人可以在C形和V形間變換，泳姿與水母相似�？拷哆吅�，工業(yè)機器人維修，機器人可以保持C形旋轉(zhuǎn)滾離水面。
滾動也是規(guī)則表面上的最快運動方式，庫卡機器人何服電機維修，毛毛蟲就是如此逃離捕食者的。
當(dāng)處于不規(guī)則地面上時，機器人會模擬尺蠖的步伐，先用前端支地，調(diào)整角度后拉動后端前移，再用后端支地，重新舒展前端。
如果要鉆進狹小的管道，機器人會像毛毛蟲一樣波形振動，爬進去。在水面上游動時，機器人也會采用同樣的波動方式。
最后，如果機器人遇到很高的障礙物，爬行和滾動都很費時，機器人就會像線蟲一樣形變跳躍。
為了顯示該軟體機器人在不規(guī)則環(huán)境中的工作能力，研究人員讓機器人開啟多種運動模式探索水陸雙棲場景和人類胃部模型，并額外完成了抓取物體、定向轉(zhuǎn)移的任務(wù)。
通過研究此種軟體機器人，科學(xué)家們也可以對軟體動物的運動方式有更多的了解。
下一步，研究團隊將讓機器人探索更為復(fù)雜的地形，比如非牛頓流體和顆粒狀介質(zhì)。同時，他們計劃將機器人進一步縮小到毫米級以下，應(yīng)用在體內(nèi)醫(yī)療領(lǐng)域。